Die Welt der Robotik entwickelt sich ständig weiter, insbesondere der Bereich „Mikroroboter“. Diese kleinen Tools, die so nützlich wie schwierig zu erstellen sind, entwickeln sich langsam weiter. Eine Demonstration stammt vom Ingenieurteam der Northwestern University, dem es gelungen ist, den kleinsten ferngesteuerten Krabbenroboter aller Zeiten zu entwickeln.
Der Roboter, der genauso aussieht wie die Guckzehenkrabbe, ist nur einen halben Millimeter breit. Gemeinsam mit ihm wurden kleine Exemplare von Grillen, Kakerlaken und wurmähnlichen Robotern gebaut, immer sehr klein. Alle diese Roboter sind in der Lage, sich frei zu bewegen, zu gehen und zu drehen und so auch auf engstem Raum sicher voranzukommen.
John A. Rogers, der Forscher, der die Arbeit leitete, machte einige Kommentare dazu:
Robotik ist ein spannendes Forschungsgebiet, und die Entwicklung von Robotern im Mikromaßstab ist ein spannendes Thema für die akademische Erforschung. Man könnte sich Mikroroboter als Agenten für die Reparatur oder den Zusammenbau kleiner Strukturen oder Maschinen in der Industrie vorstellen; oder als chirurgische Assistenten, um verstopfte Arterien zu reinigen, innere Blutungen zu stoppen oder Tumore zu beseitigen, alles in minimalinvasiven Verfahren.
Eine außergewöhnliche ferngesteuerte Krabbe
Rogers arbeitete an dem Projekt in Zusammenarbeit mit führenden Wissenschaftlern. Unter allen sollten wir Professor Kimberly Querrey und Jan Achenbach, Professor für Maschinenbau und Bauingenieurwesen bei McCormick, erwähnen. Die Forschung wurde in Science Robotics veröffentlicht, und wir verlinken es hier.
Gemeinsam gelang es den Experten, einen ferngesteuerten Krebs zu bauen, der noch kleiner als ein Floh ist.
Der Roboter bezieht seine Energie aus der elastischen Elastizität seines Körpers (es gibt keine Hardware, die seine Bewegung steuert). Für den Bau der kleinen Krabbe wurde ein Memory-Legierungsmaterial verwendet, das bei Erwärmung seine Form ändern kann. Mit Hilfe eines gescannten Laserstrahls erhitzten die Forscher bestimmte Teile des Roboters und modellierten seine Form. Eine dünne Glasbeschichtung lässt die Struktur nach dem Abkühlen elastisch wieder ihre ursprüngliche Form annehmen.
Wenn die Krabbe von einer Form in eine andere übergeht, erzeugt sie Bewegung.
Mit dem Laser können Sie den Roboter fernsteuern, ihn aktivieren und gleichzeitig seine Fahrtrichtung festlegen.
Die geringe Größe ermöglicht es ihm dann, sich noch schneller zu bewegen. Wie Rogers selbst feststellt: „Da die Strukturen sehr klein sind, ist die Abkühlrate sehr schnell. Durch die Reduzierung der Größe dieser Roboter können sie schneller laufen.“
Wie der winzige ferngesteuerte Roboter geboren wurde
Um zur Produktion des ferngesteuerten Krebses zu gelangen, setzten die Experten auf eine spezielle Technik: eine Pop-up-Montagemethode, die von Kinder-Pop-up-Büchern inspiriert wurde.
Die „grundlegenden“ Strukturen des Krebses (die technischen Komponenten) wurden zunächst in Form von flachen und planaren Geometrien geschaffen.
Danach fügte das Team die Komponenten auf einem leicht verlängerten Gummisubstrat zusammen. Einmal entspannt, reagiert das Substrat und erzeugt die Krabbe in ihrer dreidimensionalen Version. Obwohl es komplex erscheint, ist das Verfahren einfach genug, um eine konstante und unterschiedliche Produktion zu ermöglichen (es könnten Roboter unterschiedlicher Form und Größe geschaffen werden).
„Mit diesen Montagetechniken und Materialkonzepten können wir bauen weicher Roboter Straßenverkäufer mit fast jeder 3D-Größe oder -Form “, sagte Rogers.
Die Wahl der Krabbenform ist rein gestalterisch und nicht an bestimmte technische Gründe geknüpft. Ziel war es, die Wirksamkeit der Methode und die Vielseitigkeit der Mikrorobotik zu demonstrieren.
Sieht aus, als hätten sie es geschafft, oder?
