Vierbeiniger Dünnfilm-Mikroroboter transportiert kleine Lasten im Magen
Ein vierbeiniger Roboter chinesischer Forscher kann mithilfe eines extern angelegten Magnetfelds laufen und kleine Lasten zu medizinischen Zwecken greifen.
Der Mikroroboter bewegt sich in einem Magenmodell vorwärts.
(Bild: Tiantian Xu u. a.)
Ein chinesisches Forschungsteam des Shenzhen Institute of Advanced Technology der Chinese Academy of Sciences hat einen bionischen vierbeinigen weichen Dünnfilm-Roboter mit magnetischen Beinen entwickelt, der durch ein Magnetfeld angetrieben wird und Mikroobjekte wie etwa Medizin transportieren kann.
Soll im menschlichen Körper Medizin zielgenau abgelegt werden, dann bedient man sich gerne kleiner Roboter, die durch ein von außen angelegtes Magnetfeld bewegt werden. "Da Magnetfelder für biologische Zellen und Gewebe unschädlich sind, werden sie häufig zur Betätigung von Mikrorobotern für biomedizinische Anwendungen eingesetzt", erklärt Studienautor Tiantian Xu, Professor am Shenzhen Institute of Advanced Technology.
Der in der Studie "Multimodal Locomotion and Cargo Transportation of Magnetically Actuated Quadruped Soft Microrobots", die in Cyborg and Bionic Systems veröffentlicht ist, beschriebene Mikroroboter besitzt einen Körper aus nichtmagnetischem Dünnfilm und vier flexible magnetische Beine. Diese weisen ein spezielles Magnetisierungsprofil auf.
Laufen oder Rollen
Dadurch verformen sich die Beine beim Anlegen eines periodisch variierenden konischen Magnetfeldes und sorgen für eine Vorwärtsbewegung. Der Roboter bewegt seine Beine dabei abwechselnd, kann gelenkt werden und so Hindernisse umgehen. Auch das Erklimmen von Hindernissen ist möglich: Über drei Stufen mit einer Höhe von jeweils 1 mm konnte der Roboter gehen. In einem Magenmodell testeten sie den Roboter ebenfalls. Dort konnte er Rillen erklimmen. Niedrige Hindernisse mit einer Höhe von 2,2 mm überwand der Roboter problemlos.
Bei höheren Hindernissen legten die Wissenschaftler ein rotierendes Magnetfeld an, was den Roboter zu einer Rollbewegung veranlasst. So ließen sich auch höhere Hindernisse überrollen.
Die Beine können auch so angesteuert werden, dass sie eine kleine Nutzlast greifen können. In einem Versuch ließen die Forscher den Roboter kleine Kugeln mit dem Dreifachen des Eigengewichtes in einer Größenordnung von 123 Mikrogramm transportieren.
Das Team um Xu arbeitet derzeit daran, das Design des Mikroroboters weiter zu optimieren. So soll die Bewegung noch effizienter werden und die Greiffähigkeit verbessert werden. Für die Zukunft planen die Wissenschaftler, den Roboter zur Untersuchung und Behandlung des Magens einzusetzen.
(olb)