Förderprogramm unterstützt innovative Forschung
Die Robotik der Zukunft wird weich, flexibel – und intelligenter. An der Universität Stuttgart hat am 1. September 2025 die neue Emmy-Noether-Nachwuchsgruppe unter Leitung von Jun.-Prof. Dr. Aniket Pal ihre Arbeit aufgenommen. Mit einer Förderung von 1,5 Millionen Euro erforscht der 33-jährige Wissenschaftler, wie sich weiche, viskoelastische Materialien so gestalten lassen, dass Roboter nicht nur beweglicher, sondern auch smarter werden. Ziel ist es, Soft Robots zu entwickeln, die ihre Umgebung wahrnehmen, sich anpassen und sicher mit Menschen interagieren können – ein entscheidender Schritt für den Einsatz in der Industrie, der Medizin und darüber hinaus.
Von starren Maschinen zu flexiblen Systemen
Anders als herkömmliche Industrieroboter aus Stahl, Aluminium oder Hartplastik bestehen Soft Robots aus weichen, elastischen Polymeren. Pals Team konzentriert sich auf sogenannte viskoelastische Polymere – Materialien, die sich sowohl wie ein Festkörper als auch wie eine Flüssigkeit verhalten können. Je nachdem, wie schnell oder wie lange eine Kraft einwirkt, verformen sie sich unterschiedlich. Bei einem schnellen Stoß zeigen sie eher ein elastisches Verhalten, bei langsamer Belastung reagieren sie fließender. Diese Eigenschaft macht sie ideal, um Robotern ein natürliches, feinfühliges Bewegungsverhalten zu verleihen.
Intelligente Strukturen durch Metamaterialien
Die Forschung geht jedoch weit über die reine Materialwahl hinaus. „Es reicht nicht aus, das passende Material zu identifizieren – wir müssen auch die Geometrie und Struktur präzise gestalten“, erklärt Pal. Sein Team entwickelt daher mechanische Metamaterialien, also gezielt designte Strukturen im Millimeterbereich, die genau steuern, wie sich ein Material verformt. Diese Strukturen sind der Schlüssel, um Soft Robots mit neuen Funktionen auszustatten: Greifer, die empfindliche Objekte sicher handhaben können, oder Roboterglieder, die ihre Steifigkeit dynamisch anpassen.
Anwendungen in Medizin, Industrie und Sicherheit
Die Möglichkeiten sind vielfältig: In der Medizintechnik könnten Soft Robots als schonende Operationshelfer fungieren, die ohne Verletzungsrisiko direkt am Menschen arbeiten. In der Industrie wären sie in der Lage, zerbrechliche oder unregelmäßig geformte Produkte zu greifen, ohne sie zu beschädigen. Auch jenseits der Robotik sind die Materialien interessant: Sie könnten als stoßabsorbierende Elemente in Helmen oder Fahrzeuginnenräumen genutzt werden und so für mehr Sicherheit sorgen. „Unsere Vision ist es, dass diese Technologien irgendwann unseren Alltag verbessern – von der OP bis zum Arbeitsplatz“, so Pal.
Offene Wissenschaft für schnelle Fortschritte
Die Nachwuchsgruppe setzt bewusst auf Transparenz. Sobald die viskoelastischen Materialien umfassend charakterisiert sind, sollen die Ergebnisse als Open-Source-Datensatz veröffentlicht werden. Zusätzlich entwickelt das Team analytische und numerische Modelle, um das Verhalten der Materialien vorhersagbar zu machen. Diese offene Herangehensweise beschleunigt den wissenschaftlichen Fortschritt weltweit und ermöglicht es anderen Forschungseinrichtungen, auf den Ergebnissen aufzubauen.
Ein international vernetzter Forscher
Jun.-Prof. Dr. Aniket Pal bringt internationale Erfahrung und ein starkes Netzwerk in die Stuttgarter Forschung ein. Nach seinem Studium der Produktionstechnik an der Jadavpur-Universität in Indien promovierte er an der renommierten Purdue-Universität in den USA. Von 2020 bis 2023 forschte er als Humboldt-Stipendiat am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme in Stuttgart in der Gruppe von Prof. Dr. Metin Sitti. Seit 2023 leitet er im Rahmen des Tenure-Track-Programms die Arbeitsgruppe für Soft Robot Mechanics an der Universität Stuttgart. Neben Studierenden arbeiten inzwischen drei Doktorand*innen in seinem Team – weitere sollen durch die Emmy-Noether-Förderung hinzukommen. Pal ist außerdem Mitglied der International Max Planck Research School for Intelligent Systems (IMPRS-IS), des Stuttgart Center for Simulation Science (SimTech) und des Center for Bionic Intelligence Tübingen Stuttgart (BITS).