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Apr 18, 2024

Strategische Magnete sorgen dafür, dass sich dieser Roboter zentimeterweise vorwärtsbewegt

Nur ein Magnetfeld kann „ein bewegungstreibendes Profil magnetischer Kräfte“ erzeugen. Von Andrew Paul | Veröffentlicht am 10. Juli 2023, 10:30 Uhr EDT Forscher am MIT haben ein winziges, von Gurken inspiriertes Softcover entwickelt

Nur ein Magnetfeld kann „ein bewegungstreibendes Profil magnetischer Kräfte“ erzeugen.

Von Andrew Paul | Veröffentlicht am 10. Juli 2023, 10:30 Uhr EDT

Forscher am MIT haben einen winzigen, von Gurken inspirierten Softroboter entwickelt, der mit einem einzigen, schwachen Magnetfeld durch ansonsten schwer zugängliche dreidimensionale Umgebungen flitzen kann. Wie letzten Monat erstmals in einem Open-Access-Artikel beschrieben wurde, der bei Advanced Materials veröffentlicht wurde, erweist sich ein zollwurmartiger Mechanismus aus strategisch magnetisierten Gummi-Polymer-Spiralen als äußerst vielversprechend für das Manövrieren durch Räume, die so klein wie menschliche Blutgefäße sind.

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Vor diesem neuesten Wurmbot benötigten Lokomotiv-Softbots bewegliche Magnetfelder, um ihre Richtung und ihren Winkel zu steuern. „Wenn Sie möchten, dass Ihr Roboter läuft, geht Ihr Magnet mit. Wenn Sie möchten, dass es sich dreht, drehen Sie Ihren Magneten“, sagte Polina Ankeeva, Hauptautorin des Artikels und Professorin für Materialwissenschaften und -technik sowie Gehirn- und Kognitionswissenschaften, in einer Erklärung. „Wenn Sie versuchen, in einer sehr beengten Umgebung zu arbeiten, ist ein beweglicher Magnet möglicherweise nicht die sicherste Lösung“, fügte Ankeeva hinzu. „Sie möchten in der Lage sein, ein stationäres Instrument zu haben, das lediglich ein Magnetfeld auf die gesamte Probe anlegt.“

Daher ist das neue Design des MIT-Forschungsteams nicht wie viele andere Soft-Roboter gleichmäßig magnetisiert. Indem nur ausgewählte Bereiche und Richtungen magnetisiert werden, kann nur ein Magnetfeld laut der Ankündigung des MIT „ein bewegungstreibendes Profil magnetischer Kräfte“ erzeugen.

Interessanterweise ließen sich Ingenieure von den gewundenen Ranken von Gurkenranken inspirieren: Zwei Gummiarten werden zunächst übereinander geschichtet, bevor sie erhitzt und zu einer dünnen Faser gedehnt werden. Wenn der neue Faden abkühlt, zieht sich ein Gummi zusammen, während der andere seine Form behält und eine eng gewundene Spirale bildet, ähnlich wie die dünnen Ranken einer Gurkenpflanze, die sich um benachbarte Strukturen winden. Schließlich wird ein magnetisierbares Material durch die Polymerspirale gefädelt und dann strategisch magnetisiert, um eine Vielzahl von Bewegungs- und Richtungsoptionen zu ermöglichen.

Aufgrund der anpassbaren magnetischen Muster jedes Roboters können mehrere Softbots individuell so zugeordnet werden, dass sie sich in verschiedene Richtungen bewegen, wenn beide einem einzigen, gleichmäßigen schwachen Magnetfeld ausgesetzt sind. Darüber hinaus versetzt eine subtile Feldmanipulation die Roboter in die Lage, zu vibrieren – so können die winzigen Würmer Fracht an einen bestimmten Ort transportieren und sie dann abschütteln, um eine Nutzlast abzuliefern. Aufgrund ihrer weichen Materialien und der relativ einfachen Handhabung glauben Forscher, dass solche Mechanismen in biomedizinischen Situationen eingesetzt werden könnten, beispielsweise beim zentimenten Vordringen durch menschliche Blutgefäße, um ein Medikament an einem präzisen Ort abzugeben.

Andrew Paul ist Mitarbeiter bei Popular Science und berichtet über technische Neuigkeiten. Zuvor schrieb er regelmäßig Beiträge für The AV Club und Input und seine jüngsten Arbeiten wurden auch von Rolling Stone, Fangoria, GQ, Slate, NBC sowie McSweeney's Internet Tendency vorgestellt. Er lebt außerhalb von Indianapolis.