de.wedoany.com-Bericht: Forscher der Universität Leiden in den Niederlanden haben erfolgreich einen winzigen Roboter entwickelt, der selbstständig schwimmen, Hindernisse wahrnehmen und in komplexen Umgebungen navigieren kann – ganz ohne Sensoren, Software oder externe Steuerung. Sein intelligentes Verhalten entsteht ausschließlich aus der Wechselwirkung zwischen der physischen Form des Roboters und seiner Umgebung.
Professorin Daniela Kraft vom Leidener Institut für Physik und die Postdoktorandin Mengshi Wei entwarfen gemeinsam diesen weichen, kettenförmigen Mikroroboter. Er besteht aus flexiblen Verbindungssegmenten und wurde mit der Nanoscribe-3D-Mikrodrucktechnologie hergestellt. Jedes Strukturelement ist nur 5 Mikrometer groß, die Verbindungsstäbe sogar nur 0,5 Mikrometer dünn. Die Forscher geben an, dass dies nahe an der aktuellen Grenze der 3D-Drucktechnologie liegt. Zum Vergleich: Ein menschliches Haar ist etwa 70 bis 100 Mikrometer dick.
„Tiere wie Würmer und Schlangen passen ihre Körperform ständig an, wenn sie sich bewegen, was ihnen hilft, in ihrer Umgebung zu navigieren“, erklärt Kraft. „Makroskopische Roboter nutzen ebenfalls Flexibilität für ihre Funktionalität. Bisher waren Mikroroboter jedoch entweder klein und starr oder groß und flexibel. Wir haben die Möglichkeit erforscht, kleine und flexible Mikroroboter im Labor herzustellen.“ Wenn durch ein elektrisches Feld aktiviert, beginnt diese Kettenstruktur mit einer Geschwindigkeit von etwa 7 Mikrometern pro Sekunde zu schwimmen. Das Team beobachtete einen kontinuierlichen Kreislauf: Die Form des Roboters beeinflusst seine Bewegung, und die Bewegung verändert wiederum die Form, was schließlich zu lebensähnlichen Reaktionsfähigkeiten führt – ohne jegliche eingebettete Elektronik.
„Wir haben festgestellt, dass es eine ständige Rückkopplung zwischen der Form und der Bewegung des Roboters gibt: Die Form beeinflusst, wie er sich bewegt, und die Bewegung verändert wiederum seine Form“, erläutert Kraft. „Daher kann dieser Mikroroboter wahrnehmen, wie die Umgebung seinen Körper verändert, und darauf reagieren, wodurch er sich wie ein Lebewesen verhält. Das bedeutet, wir brauchen keine Mikroelektronik, um Intelligenzfähigkeiten zu integrieren.“ Wei ergänzt: „Wenn der Mikroroboter auf ein Hindernis trifft, sucht er automatisch nach einer anderen Route. Wenn sich zwei Roboter begegnen, weichen sie sich auf natürliche Weise aus.“
Die Forscher weisen darauf hin, dass dieser Mikroroboter potenzielle Anwendungen in Bereichen wie gezielter Medikamentenverabreichung, minimalinvasiver Chirurgie und Diagnostik haben könnte. Kraft betont, dass das derzeitige Hauptziel darin besteht, seine physikalischen Mechanismen tiefer zu verstehen. „Wir müssen vollständig verstehen, wie dieses dynamische und funktionale Verhalten entsteht. Dieses Wissen wird helfen, fortschrittlichere Mikroroboter und Geräte zu entwickeln und gleichzeitig die Physik biologischer Mikroschwimmer und Organismen besser zu verstehen.“ Die Studie wurde in den „Proceedings of the National Academy of Sciences“ (PNAS) veröffentlicht.
Dieser Artikel wurde von Wedoany übersetzt und bearbeitet. Bei jeglicher Zitierung oder Nutzung durch künstliche Intelligenz (KI) ist die Quellenangabe „Wedoany“ zwingend vorgeschrieben. Sollten Urheberrechtsverletzungen oder andere Probleme vorliegen, bitten wir Sie, uns unverzüglich zu benachrichtigen. Wir werden den entsprechenden Inhalt umgehend anpassen oder löschen.
E-Mail: news@wedoany.com
