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Wissenschaftler bauen Mikroroboter, die in eine Injektionsnadel passen

Archivmeldung vom 07.05.2021

Bitte beachten Sie, dass die Meldung den Stand der Dinge zum Zeitpunkt ihrer Veröffentlichung am 07.05.2021 wiedergibt. Eventuelle in der Zwischenzeit veränderte Sachverhalte bleiben daher unberücksichtigt.

Freigeschaltet durch Sanjo Babić
Bild: Eigenes Werk / SB
Bild: Eigenes Werk / SB

Ein zehn Zentimeter großer Wafer-Chip aus Silizium hat sich in eine Armee von einer Million mikroskopisch kleiner, laufender Roboter verwandelt – das Ergebnis einer cleveren Technik von Forschern der Cornell University in New York. Dies berichtet das Magazin "Unser Mitteleuropa" unter Verweis auf einen Artikel der Zeitschrift "Nature".

Weiter berichtet das Magazin: "In einem Artikel, der in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde, beschreibt ein Team von Robotikern detailliert die Schaffung ihrer unsichtbaren Armee von Robotern, die weniger als 0,1 mm groß (etwa so breit wie ein menschliches Haar) und mit dem bloßen Auge nicht zu erkennen sind. Die Mikroroboter erinnern an Frogger, das berühmte Arcade-Spiel aus den 1980er Jahren. Aber sie nutzen eine innovative, neue Klasse von Aktoren als „Beine“ für ihre Fortbewegung, die das Team entwickelt hat.

Um die Bewegung dieser winzigen Maschinen zu steuern, müssen die Forscher einen Laser auf winzige lichtempfindliche Schaltkreise auf ihrem Rücken richten, der die vier Beine vorwärts treibt. Die Mikro-Roboter wurden so konstruiert, dass sie in allen möglichen Umgebungen arbeiten können, z.B. bei extremer Säure und extremen Temperaturen. Einer ihrer Hauptzwecke, so die Forscher, könnte es in Zukunft sein, den menschlichen Körper von innen zu erforschen.

Dieses kurze Video zeigt, wie sich der Mikroroboter bewegt.

„Ich denke, dass Maschinen wie diese uns in alle Arten von erstaunlichen Welten bringen werden, die zu klein sind, um sie mit dem bloßen Auge zu sehen“, erklärte Marc Miskin, Ingenieur an der University of Pennsylvania und Hauptautor der Studie, in einem Statement.

Roboter auf diese Größe zu schrumpfen und sie in die Lage zu versetzen, sich in der mikroskaligen Welt zu bewegen, ist eine anspruchsvolle technische Aufgabe. Es ist eben viel schwieriger, sich durch die Welt zu bewegen, wenn man etwa so groß wie ein Pantoffeltierchen ist.

Das Team war in der Lage, unglaublich kleine Beine zu bauen, die mit zwei verschiedenen Pflastern auf der Rückseite des Roboters verbunden sind – eines für das vordere Beinpaar, eines für das hintere. Wechselndes Licht zwischen den Patches treibt den Mikroroboter vorwärts. Nicht gerade anmutig, aber die Technik erfüllt ihren Zweck.

Diese Art von Geräten sind als „Marionetten“ bekannt, weil ihre Energiequelle sich nicht an Bord des Geräts befindet und ihre Funktionen ferngesteuert werden, bemerken die MIT-Forscher Allan Brooks und Michael Strano in einem Fachartikel, der in Nature veröffentlicht wurde.

Ohne den externen Input der Forscher haben die Geräte nicht die Fähigkeit, sich zu bewegen. Aber Brooks und Strano sagen, dass die „Marionetten“ wichtig sind, weil sie ein Sprungbrett für zukünftige Geräte darstellen, die autonom arbeiten können. Die Mikroroboter sind im Moment mehr technische Demonstration als funktionales Produkt, doch sie zeigen, was in der mikroskopischen Welt alles möglich ist.

Das Forschungsteam konnte zeigen, dass die Mikroroboter-Geräte in die engste Injektionsnadel passen und somit in den Körper „injiziert“ werden können. Diese Art von Fähigkeit ist im Moment nicht sinnvoll und noch nicht möglich. Die Maschinen sind nicht intelligent genug, um eine kranke Zelle anzuvisieren oder auf Reize zu reagieren. Die Forscher sagen jedoch, dass sich ihre Fähigkeiten „schnell weiterentwickeln können“ und vermuten, dass die zukünftigen Produktionskosten „weniger als einen Cent pro Roboter“ betragen könnten, was sie zu einem wertvollen Verbündeten im Kampf gegen Krankheiten machen würde.

Die Forscher versuchen nun, die Roboter so zu programmieren, dass sie bestimmte Aufgaben ausführen, indem sie komplexere Berechnungen und Autonomie einsetzen. Verbesserungen könnten den Weg dafür ebnen, dass etwa Schwärme von Robotern in das Innere des Körpers vordringen und Wunden reparieren oder gegen Krankheiten wie Krebs vorgehen, aber diese Zukunft ist noch Jahre – oder möglicherweise Jahrzehnte – entfernt.

Quelle: Unser Mitteleuropa

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