1. Juni 2022 | Stuttgart

Wenqi Hu neuer Cyber Valley Gruppenleiter

Robotiker forscht an kleinen, autonomen und bioinspirierten Maschinen

Wenqi Hu möchte untersuchen, wie er seine Miniaturroboter autonom machen kann © MPI-IS

Wenqi Hu, Postdoc in der Abteilung für Physische Intelligenz am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme, wird ab dem 1. Juni 2022 die Forschungsgruppe „Bioinspired Autonomous Miniature Robots“ leiten. Unterstützt werden er und sein zukünftiges Team durch Cyber Valley, Europas größtes KI-Forschungskonsortium in den Bereichen Robotik, maschinelles Lernen und Computer Vision.

Die Gruppe wird sich auf zwei Bereiche konzentrieren. Erstens auf die Herstellung und die Integration von Komponenten, die aus verschiedenen intelligenten Materialien bestehen, zu einem System. Zweitens plant Wenqi Hu, auf der Grundlage dieser neu entwickelten Herstellungsmethoden zu untersuchen, wie man bioinspirierte weiche Miniaturroboter von nur einigen Millimetern bis zu einigen zehn Zentimetern Größe entwerfen kann. Ziel ist es, solch kleine, kabellosen Roboter autonom zu steuern.

Wie man einen Roboter baut ist eine Wissenschaft für sich

Inspiriert von verschiedenen Tieren hat Hu in der Vergangenheit viele Miniaturroboter entwickelt. In einem Nature-Artikel verwendete er beispielsweise magnetische, weiche Verbundwerkstoffe, die durch ein externes Magnetfeld verschiedenartig verformt werden konnten. Ziel war es, die wohl größte Herausforderung bei der Entwicklung kleiner, mobiler Roboter zu lösen: sie durch komplexe Umgebungen navigieren zu können mit wechselndem Terrain. Entsprechend variiert die Art und Weise, wie sich der Roboter fortbewegen muss. Durch dynamische Verformungen des weichen Elastomerkörpers waren die Roboter von Hu in der Lage, wellenförmig oder wie eine Qualle zu schwimmen, aus einem Wasserbecken herauszuklettern, zu springen, gehen, rollen und kriechen. Die entsprechende Veröffentlichung in Nature mit dem Titel „Small-scale soft-bodied robot with multimodal locomotion“ wurde mehr als ein tausend Mal zitiert. Die Forschungsarbeit wurde auch in der New York Times, dem Wall Street Journal, Galileo TV, dem Spiegel und vielen anderen Medien veröffentlicht. In den vergangenen vier Jahren hat Hu zahlreiche weitere Artikel zu bioinspirierten Miniaturrobotern in Nature Communications, Science Advances, Science Robotics und Advanced Materials veröffentlicht.

„Ein Nachteil habne die Miniaturroboter, an denen ich bisher gearbeitet habe. Ich kann sie nur mittels externer Magnetfelder antreiben“, sagt Hu und fügt hinzu: „Für künftige medizinische Anwendungen ist das kein Problem, denn die Patienten liegen oder sitzen und bewegen sich nicht, wenn sie von Magnetspulen umgeben sind. Wenn wir aber wollen, dass diese Roboter außerhalb einer solchen Umgebung, zum Beispiel in der Natur arbeiten, wird die Abhängigkeit von einem magnetischen System zu einem Problem.“

Mit seiner Ernennung zu einem Cyber Valley Research Group Leader will Hu untersuchen, wie er seine Miniaturroboter autonom machen kann. Er wird untersuchen, wie man verschiedene Komponenten aus unterschiedlichen Materialien integrieren und optimal gestalten kann.

„Ich habe umfangreiche Erfahrungen gesammelt, wie man bioinspirierte Systeme im kleinen Maßstab baut, im Bereich Soft-Body-Fluid-Interaktion und Multi-Agenten-Kooperation. Dieses Wissen werde ich bei meiner zukünftigen Forschung einsetzen“, sagt Hu. Mit starker Unterstützung des Cyber Valley und des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme (MPI-IS) freut er sich darauf, unabhängige Forschung in den kommenden fünf Jahren durchzuführen.

Zweite Cyber Valley Gruppe am MPI-IS in Stuttgart

„Bioinspired Autonomous Miniature Robots“ ist die zweite Cyber Valley Forschungsgruppe am Standort Stuttgart. „Mit meiner Gruppe kann ich einen wichtigen Beitrag zum Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme und dem Cyber Valley Netzwerk leisten, da wir heute schon einen starken Fokus auf biomedizinische Roboter, Robotermaterialien und Robotik im größeren Maßstab haben“, fügt Hu hinzu.

Über Wenqi Hu

Dr. Wenqi Hu erhielt 2009 seinen Bachelor mit dem Schwerpunkt Mikroelektronik. Im Jahr 2014 promovierte er an der Fakultät für Elektrotechnik der University of Hawaii in Manoa. Im Juli 2014 wechselte Hu an das Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme, wo er Teil der Abteilung für Physische Intelligenz wurde. Seine Arbeit hat das Verständnis und die Anwendung von intelligenten Materialien und bioinspirierten Soft-Machine-Designs entscheidend vorangebracht. Seine bahnbrechenden Forschungsergebnisse wurden in Nature, Nature Communications, Science Advances und Science Robotics veröffentlicht und wurden auch in der populären Presse häufig zitiert und vorgestellt, darunter in der New York Times, dem Wall Street Journal, Galileo TV, Der Spiegel, Nature News und IEEE Spectrum Magazine. Für seine wissenschaftlichen Beiträge hat er zahlreiche Auszeichnungen erhalten, darunter den Best Conference Paper Award Finalist auf der ICRA 2012, er erhielt ein Humboldt-Postdoc-Forschungsstipendium zwischen 2015 und 2018, den Best Paper Award auf der Robotics Science and Systems 2019 (RSS) und den Günter-Petzow-Preis 2018.