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Weicher Milliroboter bahnt sich seinen Weg durch den Körper nach dem Vorbild der Natur

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme haben einen magnetisch gesteuerten, vier Millimeter kleinen Roboter entwickelt, der durch unwegsames Terrain laufen, krabbeln und rollen, kleine Lasten tragen sowie auf und in Flüssigkeit schwimmen kann. Inspiration holen sich die Forscher aus der Natur: Käferlarven, Raupen und sogar Quallen standen Modell. Eines Tages, so hoffen die Wissenschaftler, könnte der Milliroboter minimalinvasiv gezielt Medikamente dorthin transportieren, wo sie gebraucht werden. Seine vielfältigen Fortbewegungsmöglichkeiten machen ihn so einzigartig, dass das Fachjournal Nature das Forschungsprojekt in seiner aktuellen Ausgabe veröffentlichen wird.

Stuttgart – Es ist die Beweglichkeit, die diesen Roboter auszeichnet. Mit Leichtigkeit bewegt er sich in seiner komplexen Umwelt – ob auf einer Oberfläche oder in einer Flüssigkeit – fort. Vier Millimeter ist er klein, flach wie ein rechteckiges Blatt Papier und aus weichem, elastischem Polymer geformt. Während bisherige Kleinstroboter nur eingeschränkt von der Stelle kommen, und vor allem auf unwegsamem Terrain an ihre Grenzen stoßen, kann dieser Roboter ganz leicht von einem Fortbewegungsmodus zum anderen wechseln. Zudem ist er in der Lage, kleine Lasten aufzuheben, zu transportieren und anderswo abzulegen. Er kann sich dabei so frei bewegen wie eine Raupe.
„Wir schauen uns beim Bau von Robotern die Mechanik beim Bewegungsablauf zum Beispiel von Insekten an und lassen uns davon inspirieren. Das Ergebnis bei unserem Milliroboter ist eine Mischung aus mehreren weichen Lebewesen wie Käferlarven und Raupen, aber auch ein Spermatozoid und eine Qualle standen Modell“, sagt Metin Sitti, Direktor der Abteilung für Physische Intelligenz am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme in Stuttgart. Die vielseitige Beweglichkeit dieses weichen Kleinstroboters ist so einzigartig, dass das angesehene Fachjournal Nature das Forschungsprojekt in seiner aktuellen Ausgabe veröffentlichen wird. Online erscheint es bereits spät am Abend des 24. Januars.

Die Fähigkeit, sich auf verschiedene Weise fortbewegen zu können, macht ihn einzigartig
Um den Roboter zu steuern, verwenden die Wissenschaftler ein externes Magnetfeld. In der Polymerschicht des Roboters wiederum sind magnetische Partikel eingebettet, ähnlich wie Rosinen in einen Kuchenteig. So können die Forscher die Form des Roboters von außen verändern und er sich fortbewegen: er kann auf Oberflächen laufen oder rollen, über Hindernisse springen, durch enge Röhren krabbeln und auf oder in einer Flüssigkeit schwimmen. Zudem kann er Objekte greifen, transportieren und zielgerichtet ablegen. „Uns schwebt vor, dass unser Milliroboter eines Tages Medikamente dorthin transportiert, wo sie gebraucht werden – ähnlich einer Paketlieferung an die Haustür“, hofft Metin Sitti. „Wir wollen ihn bei minimalinvasiven Eingriffen am Patienten einsetzen: entweder, indem der Patient den Roboter schluckt oder wir ihn durch eine kleine Öffnung in der Haut in den Körper einführen. Von dort kann sich der Roboter dann durch den Verdauungstrakt bewegen oder durch die Blase, oder bis zum Herz – uns schweben viele Möglichkeiten vor.“

Mehr Informationen dazu: hier



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Redaktion: Dipl.-Ing. Fahima Fischer
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