Wissenschaft

Magnetroboter könnten in Zukunft durch Menschen krabbeln

Die Roboter könnten ihren Erfindern zufolge zu medizinischen Zwecken eingesetzt werden und beispielsweise Gewebeproben nehmen. Dienstag, 19 Juni

Von Sarah Gibbens

Kleine Roboter, die über Magneten gesteuert werden, könnten eines Tages durch unsere Körper krabbeln und Medikamente transportieren oder Gewebeproben nehmen. Zumindest sind das zwei potenzielle Einsatzmöglichkeiten, die sich die Erfinder des Roboters vom MIT vorstellen könnten. Aktuell arbeiten sie daran, ihre weiche, mobile Kreation auf Kommando dazu zu bringen, sich zu verformen.

Es ist nur ein Wink mit einem Magneten nötig und die Roboter rollen, springen und krabbeln umher. Das MIT-Team hofft, dass in Zukunft auch stärkere, intelligentere Roboter dieser Art gebaut werden können, mit denen man medizinische Verfahren durchführen oder radioaktiven Müll beseitigen kann.

„Wir wollen den Roboter stärker machen, deshalb entwickeln wir neue magnetische Tinten, damit er mehr Kraft bekommt“, sagt Xuanhe Zhao, ein Co-Autor der Studie über die Roboter, die in „Nature“ erschien.

Wie funktionieren die Roboter?

Jeder Roboter weist eine einzigartige Form und Struktur auf, die seiner Funktion entspricht. Ein 3D-Drucker haucht diesem Design dann mithilfe eines Gummimaterials auf Silikonbasis Leben ein. Dabei war die Drucktechnik ausschlaggebend für das Design der Roboter, wie Zhao erklärt. So war es möglich, magnetische Mikropartikel gezielt im Material einzubetten.

Ein Computerprogramm richtet jeden Mikropartikel auf eine spezifische Weise aus, sodass die Magnetkraft am Ende die gewünschte Reaktion auslöst. Wenn die Roboter einfache Aufgaben erfüllen sollen, reicht es, wenn Zhao einen Magneten über ihnen schwenkt. Für komplexere Aufgaben müssten sie in einer magnetischen Kammer agieren, die gleichzeitig für magnetische Anziehungskräfte aus mehreren Richtungen sorgen kann.

Warum überhaupt Magneten?

Das Forschungsteam dachte über mehrere Möglichkeiten nach, seine Roboter zum Leben zu erwecken. Zuvor hatten die Forscher schon mit Elektrizität, Temperaturveränderungen, Licht und Feuchtigkeit experimentiert, um Vorgängerversionen des Roboters anzutreiben. Magneten sind jedoch die einfachste Lösung für Roboter, die im menschlichen Körper zum Einsatz kommen sollen.

„Der menschliche Körper ist für Magnetfelder durchlässig“, sagt Zhao. Das bedeutet also, dass die Magnetkraft beim Einsatz nicht abgeschwächt oder blockiert würde. „Man kann Magnetfelder im Gehirn, im Brustkorb und an Händen und Armen anwenden.“

Ihm zufolge sei die Anwendung für die meisten Menschen relativ ungefährlich. Die Mikropartikel in den Robotern haben nur ein schwaches Magnetfeld, und die Felder, die bei der Anwendung der Roboter zum Einsatz kämen, wären auch nicht gefährlicher als jene, die bei MRTs verwendet werden.

Sogar Patienten mit Implantaten wie Herzschrittmachern wären Zhou zufolge von den Feldern nicht betroffen, da sie einfach zu schwach wären. Bisher wurden seine Designs noch nicht in Menschen getestet, aber magnetische Geräte von ähnlicher Stärke kämen ihm zufolge aktuell schon zum Einsatz, um Katheter in menschliche Körper einzuführen.

Wie geht es weiter?

Jenseits medizinischer Einsatzbereiche arbeitet das Team auch mit Forschungsgruppen der Navy zusammen, um die Technologie für militärische Zwecke anzupassen. Das letztendliche Ziel sei es, einen Roboter zu entwickeln, der so weich und beweglich wie ein Mensch oder ein Tier ist, damit der potenzielle Anwendungsbereich so groß wie möglich ist. Das ließe sich eventuell durch eine Kombination von Magnetismus und Elektrizität erreichen.

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