Mikroroboter können als Schwarm gesteuert werden
Forschende haben Mikroroboter entwickelt, die sich im Schwarm bewegen können. In kleinerer Form könnten sie künftig im menschlichen Körper eingesetzt werden.
Ein Forschungsteam hat Mikroroboter entwickelt, die im Kollektiv gesteuert werden können. Die Forscherinnen und Forscher des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme (Stuttgart), der Cornell University (New York) und der Shanghai Jiao Tong University haben die Roboter so programmiert, dass sie wie ein Schwarm agieren und jede gewünschte Formation einnehmen können.
Die Roboter können etwa eine gerade Linie bilden oder sich wie Gas ausbreiten. Der Grund für dieses Verhalten sei, dass sie ihre Bewegungsmuster besonders schnell neu konfigurieren können, so das Max-Planck-Institut in seiner Pressemitteilung. Im Versuchsaufbau der Forschenden schwimmen die Mikroroboter auf einer Wasseroberfläche, die von einem Magnetfeld durchdrungen wird, das wiederum von stromdurchflossenen Spulen erzeugt wird. So ist das Magnetfeld steuerbar – und mit ihm die Mikroroboter, die per 3D-Drucker hergestellt und mit einer Kobaltschicht überzogen werden.
Zu klein für eigene Rechenleistung
Roboter- oder Drohnenschwärme gibt es schon länger, erst letztes Jahr stellte Hyundai mit einer Drohnen-Flugshow einen neuen Weltrekord auf. Diese Drohnen werden mithilfe einer Software und interner Rechenleistung gesteuert – in einem Mikroroboter ist aber kein Platz für einen Steuercomputer. Das aktuelle Forschungsprojekt zeigt, dass sich solche kleinen Roboter stattdessen mithilfe eines Magnetfelds steuern lassen.
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Wichtig sind aber auch zwei weitere Aspekte: Auf der Wasseroberfläche beeinflussen sich die Roboter gegenseitig, weil sie um sich herum Wasser verdrängen. Außerdem gibt es den sogenannten "Cheerio"-Effekt, der dazu führt, dass nebeneinander schwimmende Teilchen dazu neigen, sich aufeinander zuzubewegen. Ein Algorithmus berücksichtigt diese Effekte und steuert das Magnetfeld so, dass die Mikroroboter die gewünschten Bewegungen durchführen. Eine Auswahl davon zeigen die Forscherinnen und Forscher in dem auch Beitrag eingebundenen Video.
Künftig im menschlichen Körper?
Die Roboter im Forschungsprojekt sind einzeln etwas größer als der Durchmesser eines menschlichen Haars. Künftig könnten kleinere Versionen von ihnen auch im menschlichen Körper eingesetzt werden. Dort könnten sie an schwer zu erreichende Orte navigieren oder Medikamente verabreichen. Das Forschungsprojekt wurde im Journal Nature Communications veröffentlicht.
(gref)
