Wenn es eng wird: Soft-Roboter teilt sich in kleine Teile auf

Ein Soft-Roboter soll Medikamente gezielt im menschlichen Körper platzieren. Dazu muss er sich aufteilen, um an schwierige Stellen gelangen zu können.

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(Bild: Xinjian Fan und andere (Screenshot))

Von
  • Oliver Bünte

Ein Forscherteam der Soochow University in Taipeh hat zusammen mit dem Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme sowie dem chinesischen Harbin Institute of Technology einen ferromagnetischen Mini-Roboter entwickelt, der sich bei Bedarf selbst zerlegt, um durch kleinere Lücken schlüpfen zu können. Die Idee dahinter ist, solche Roboter zu medizinischen Zwecken im menschlichen Körper einzusetzen, um Medikamente an schwer zugängliche Stellen zu transportieren.

Dass ferromagnetische Soft-Roboter durch Änderung ihrer Form im Körper eines Menschen eingesetzt, Lasten transportieren können und sich über ein externes Magnetfeld steuern lassen, hatten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme bereits gezeigt. Der neue Mini-Roboter geht einen Schritt weiter und kann nicht nur seine Form ändern, sondern sich auch in kleine Teile zerlegen. Damit kann der Roboter deutlich mehr Hindernisse überwinden und sich auch durch kleine Lücken zwängen. Das Ziel sei es, dass der Roboter Medikamente gezielt zu Lungenknoten oder in bestimmte Teile des Gehirns bringt, wo die Medikamente gezielter wirken können, sagt das Forschungsteam.

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Wie das grundsätzlich aussehen kann, beschreibt die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in ihrem Paper "Scale-reconfigurable miniature ferrofluidic robots for negotiating sharply variable spaces", der in Science Advances veröffentlicht wurde. Der kleine Roboter besteht aus einem Ferrofluid, einem Ölgemisch, in dem magnetische Eisenoxid-Nanopartikel gleichmäßig suspendiert sind. Über mehrere externe Magnetfelder steuern die Forscher dann die Form und Bewegung des magnetischen Roboters.

In einem Experiment gelang es ihnen, den Roboter durch ein Labyrinth zu steuern und bei Bedarf seine Form anzupassen, um ihn durch engere Passagen bewegen zu können. Neu ist, dass der Roboter auch in einer vorgegebenen Anzahl kleiner Teile zerlegt werden kann. So aufgeteilt kann er sich durch mehrere kleine Lücken – etwa in porösem Material – durchzwängen. Danach werden die Teile wieder zusammengesetzt und der Roboter bewegt sich im ganzen Stück weiter.

Der Roboter könne beliebig skaliert werden, schreibt das Wissenschaftsteam. Für den angedachten Einsatz im Menschen stehen allerdings noch ein paar Hindernisse im Weg. So müsse die Ansteuerung des Magnetfeldes so überarbeitet werden, dass es Knochen wie beispielsweise den Schädel durchdringen und den Roboter hochpräzise steuern kann.

(olb)