Modulare Mikroroboter, die kommunizieren und kooperieren können
In einem entscheidenden Schritt hin zu intelligenten Mikrorobotersystemen hat ein Team des Forschungszentrums für Materialien, Architekturen und Integration von Nanomembranen (MAIN) der Technischen Universität Chemnitz eine neue Generation autonomer Mikroroboter entwickelt – sogenannte Smartlets –, die in wässrigen Umgebungen kommunizieren, agieren und zusammenarbeiten können.
Diese Smartlet-Mikroroboter, jeder nur einen Millimeter groß, sind mit integrierter Elektronik, Sensoren, Aktoren und Energiesystemen ausgestattet. Sie sind in der Lage, optische Signale zu empfangen und zu senden, auf Reize mit Bewegungen zu reagieren und Informationen mit anderen Mikrorobotern in ihrer Umgebung auszutauschen.
Im Gegensatz zu früheren Generationen von Mikrorobotern, die auf viel größere drahtlose Steuerungssysteme angewiesen waren, um die eingeschränkte Funktionalität "an Bord" auszugleichen, werden Smartlet-Mikroroboter durch integrierte Photovoltaikzellen mit Strom versorgt, von winzigen Mikrochips gesteuert und sind durch eingebettete Mikro-LEDs und Fotodioden zur optischen Kommunikation fähig.
„Zum ersten Mal demonstrieren wir eine in sich geschlossene Mikrorobotereinheit, die nicht nur auf Reize reagiert und sich fortbewegt, sondern auch mit anderen Mikrorobotern auf programmierbare und autonome Weise interagiert”,
erklärt Prof. Dr. Oliver G. Schmidt, einer der verantwortlichen Autoren der Studie und wissenschaftlicher Direktor des Forschungszentrums MAIN.
Die Anwendungsmöglichkeiten solcher Mikroroboter sind vielfältig. Da sie kabellos, biokompatibel und in der Lage sind, auf Umwelteinflüsse zu reagieren, könnten Smartlets eines Tages bei Aufgaben wie der Überwachung der Wasserqualität, der Durchführung minimalinvasiver medizinischer Diagnosen oder der Untersuchung begrenzter biologischer Umgebungen helfen. Ihre Fähigkeit, interaktive, auf Reize reagierende Kolonien zu bilden, könnte auch in der Soft-Robotik, in autonomen Inspektionssystemen oder in verteilten Sensornetzwerken genutzt werden.
Quelle.
TU Chemnitz