Für ihre Studie untersuchten sie die Fortbewegung von Seitenwinder-Klapperschlangen (Crotalus cerastes), die in sandigen Gebieten im Südwesten der USA und in Nordmexiko verkommen. In einer speziellen Versuchsanlage im Zoo von Atlanta zeigten die schuppigen Probanden, was sie drauf haben. Die Forscher untersuchten dabei detailliert, wie sich die Technik der Tiere verändert, wenn sie mit zunehmenden Steigungen auf sandigem Untergrund konfrontiert sind.
Mehr Bodenkontakt im Steige-Gang
Die Klapperschlangen bewiesen erneut: Mit ihrem raffinierten Seiten-Gang können sie Steigungen überwinden, bei denen Schlangenarten, die sich nicht durch Seitenwinden fortbewegen, scheitern – Vipern-Arten purzeln beispielsweise bei solchen Herausforderungen von den Sandhügeln. Wie es die Klapperschlangen hingegen schaffen, offenbarten hochauflösenden Videoaufnahmen: Wenn es steiler wird, erhöhen die Reptilien demnach proportional die Kontaktfläche ihres Körpers mit dem Untergrund an den zwei Ansatzstellen. Den Forschern zufolge ist dies das Erfolgskonzept beim rutschfreien Steige-Gang.
Die Wissenschaftler übertrugen dieses Konzept auf einen Schlangen-Roboter, der bereits zuvor von Wissenschaftlern entworfen worden war, um das Seitenwinden zu simulieren: Er konnte sich auf flachem Untergrund ähnlich wie seine natürlichen Vorbilder fortbewegen. Doch an Hügeln mit krümeligem Untergrund scheiterte er. Nachdem die Forscher ihre neuen Erkenntnisse in den Roboter implementiert hatten, änderte sich dies jedoch: Nun konnte er diese Herausforderungen deutlich besser meistern – es handelt sich also um einen Fortschritt auf dem Weg zum ausgereiften Schlangen-Robo.
Schlangen sind Musen der Bionik
Den Forschern zufolge haben Roboter mit entsprechenden Fortbewegungseigenschaften großes Potenzial. In der Natur oder in menschengemachten Umgebungen hat man es oft mit Steigungen zu tun, die von feinkrümeligem Untergrund geprägt sind, beispeiseweise von Sand, Schmutz oder feinem Pflanzenmaterial. So könnten schlangenartige Roboter beispielsweise bei Unglücken in zerstörten Gebäuden zum Einsatz kommen, in der Archäologie oder für die Erforschung von Himmelskörpern, sagen die Forscher. „Schlangen gehören nicht gerade zu den beliebtesten Tieren”, sagt Joe Mendelson, Direktor des Zoos in Atlanta. „Doch sie haben der Menschheit etwas zu bieten: Sie können uns helfen, Roboter zu entwickeln, die nicht so leicht irgendwo stecken bleiben.”
