Wasserdampf als Antrieb für Soft-Roboter

Faszination Robotik Wasserdampf als Antrieb für Soft-Roboter

14.05.2025 Von Sandro Kipar 1 min Lesedauer

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In unserer Rubrik „Faszination Robotik“ präsentieren wir Ihnen einmal im Monat außergewöhnliche Roboter. Heute: Das mögliche Comeback des Phasenwechselantriebs.

„Bixo“ wird von vier elektrisch betriebenen weichen Aktuatoren angetrieben, die den Phasenübergang von Flüssigkeit zu Gas nutzen und Wasser als Arbeitsmedium verwenden.(Bild: Diogo Fonseca) — „Bixo“ wird von vier elektrisch betriebenen weichen Aktuatoren angetrieben, die den Phasenübergang von Flüssigkeit zu Gas nutzen und Wasser als Arbeitsmedium verwenden.
(Bild: Diogo Fonseca)

Ein Forschungsteam der Universität Coimbra hat einen neuartigen elektrischen Aktuator für Soft-Roboter entwickelt, der auf einem simplen, aber effektiven physikalischen Prinzip basiert: der Verdampfung von Wasser. Der weiche Antrieb nutzt den Phasenwechsel von Wasser als Arbeitsmedium – ganz ohne Pneumatik, Hochspannung oder exotische Materialien.

Die Innovation punktet mit hoher Kraft bei niedriger Spannung. Mit nur 24 V erzeugt der Aktuator über 50 N Kraft und erreicht Druckraten von bis zu 100 kPa/s. Möglich wird dies durch eine integrierte Heizspirale, die Wasser in einem geschlossenen Silikon-Elastomer-System schnell zum Sieden bringt – der entstehende Dampfdruck treibt dann gezielt die Bewegung weicher Roboterstrukturen an.

Ein besonderer Fokus lag auf Modularität: Heizelement, Flüssigkeitskammer und Hülle sind getrennt, wodurch sich lineare, biegende oder kombinierte Bewegungen realisieren lassen. Gefertigt wird mit handelsüblichen Materialien und 3D-Druck.

Mit drei Prototypen – darunter ein Greifer, eine biomimetische Hand und der vierbeinige Kletterroboter „Bixo“ – zeigt das Team konkrete Einsatzmöglichkeiten. Aufgrund langsamer Abkühlphasen gelingt im besten Fall ein stabiler Bewegungszyklus von 25 Sekunden.

Die Ergebnisse wurden zuerst im Nature Communications veröffentlicht und könnten eine neue Klasse kosteneffizienter, sicherer Soft-Roboter für industrielle wie natürliche Einsatzumgebungen begründen.

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Stand: 08.12.2025

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