Forscher der Universität Amsterdam haben in der Fachzeitschrift „Nature Physics“ eine Studie veröffentlicht, in der sie ein Metamaterial vorstellen, das durch Datenaustausch zwischen Gelenken neue Formen lernen kann. Dieses künstliche Material kann Formänderungsstrategien autonom anpassen und Reflexaktionen ausführen, ohne dass ein zentrales Kontrollsystem erforderlich ist.

Im Gegensatz zu gewöhnlichen Materialien mit festen Reaktionen oder Robotern, die auf Vorprogrammierung angewiesen sind, ist dieses Metamaterial von biologischen Systemen inspiriert und kann sich wie Zellen und hirnlose Organismen an Umweltveränderungen anpassen. Das Forschungsteam schuf eine wurmartige Struktur, die aus elektrisch betriebenen Gelenken besteht, die durch elastische Skelette verbunden sind. Jedes Gelenk ist mit einem Mikrocontroller ausgestattet, der Drehwinkel messen, vergangene Bewegungen speichern und Informationen mit benachbarten Gelenken austauschen kann.

„Die spannendste Erkenntnis unserer Forschung ist, dass das Lernen unserem Metamaterial die Fähigkeit zur Evolution verleiht – sobald das System zu lernen beginnt, sind die Möglichkeiten, was es letztendlich erreichen kann, nahezu unbegrenzt“, sagte Yao Du, Doktorand am Labor für mechanische Materialien der Universität Amsterdam und Erstautor der Arbeit.

Dieses Metamaterial kann schrittweise Methoden zur Formveränderung durch das Lernen von Beispielen erlernen. Es kann alte Formen vergessen und neue lernen oder mehrere Formen gleichzeitig speichern und zwischen ihnen wechseln. Basierend auf diesen Fähigkeiten kann das Material fortgeschrittene Aufgaben wie das Greifen von Objekten oder die Fortbewegung ausführen.

Das Forschungsteam plant, die Entwicklung lernfähiger Materialien weiter voranzutreiben. Yao Du fügte hinzu: „In zukünftigen Arbeiten zielen wir darauf ab, zeitlich veränderliches Verhalten zu erlernen, anstatt sich in statische Formen zu verwandeln. Zum Beispiel könnte das Metamaterial lernen, sich je nach Umweltreizen auf unterschiedliche Weise zu bewegen, etwa durch Kriechen oder Rollen. Wir planen auch, sogenannte stochastische Szenarien zu untersuchen, also Lernen unter Rauschen und Unsicherheit.“

Veröffentlichungsdetails: Autoren: Yao Du et al., Titel: „Metamaterial that learns to change shape“, erschienen in: „Nature Physics“ (2026). Journalinformationen: „Nature Physics“