Ein Team von Ingenieuren an der University of Waterloo hat einen winzigen Roboter entwickelt, der Ärzten bei Operationen helfen könnte. Der Roboter wurde von der Greiffähigkeit von Geckos und der effizienten Fortbewegung von Inchworms inspiriert.
Die Forschung wurde in Cell Reports Physical Science.
Manövrieren mit UV und Magnetkraft
Der Roboter verwendet Ultraviolett (UV) Licht und magnetische Kraft, um auf jeder Oberfläche zu manövrieren, einschließlich Wände und Decken. Es ist der erste Softroboter seiner Art, der keinen Anschluss an eine externe Stromversorgung benötigt, was Fernsteuerung und Vielseitigkeit ermöglicht. Aufgrund dieser Eigenschaften könnte der Roboter verwendet werden, um Chirurgen zu unterstützen und unzugängliche Orte zu durchsuchen.
Dr. Boxin Zhao ist Professor für Chemieingenieurwesen.
„Diese Arbeit ist das erste Mal, dass ein ganzheitlicher weicher Roboter auf umgekehrte Oberflächen geklettert ist und so modernste Innovationen in der weichen Robotik vorangebracht hat“, sagte er. „Wir sind optimistisch in Bezug auf sein Potenzial, mit viel mehr Entwicklung in mehreren verschiedenen Bereichen.“
Das Team nannte den Roboter GeiwBot, nach den Kreaturen, die sein Design inspiriert haben. Es besteht aus einem intelligenten Material und kann auf molekularer Ebene verändert werden, um nachzuahmen, wie Geckos ihre kräftigen Greifer an ihren Füßen anbringen und lösen.
Der kleine Roboter entsteht
Der Roboter ist nur vier Zentimeter lang, drei Millimeter breit und einen Millimeter dick, sodass er vertikale Wände erklimmen und Decken durchqueren kann, ohne dass eine Stromquelle erforderlich ist. Der Roboter wurde unter Verwendung von Flüssigkristall-Elastomeren und synthetischen Klebepads erstellt. Es enthält einen lichtempfindlichen Polymerstreifen, der die Wölbungs-und Streckbewegung einer Raupe nachahmt, während Gecko-inspirierte Magnetpads an jedem Ende für eine gute Greiffähigkeit sorgen.
Zhao ist auch Inhaber des Lehrstuhls für Nanotechnologie der University of Waterloo.
„Auch wenn noch Einschränkungen zu überwinden sind, stellt diese Entwicklung einen bedeutenden Meilenstein für die Nutzung von Bionik und intelligenten Materialien für weiche Roboter dar“, sagte Zhao. „Die Natur ist eine großartige Quelle der Inspiration und die Nanotechnologie ist eine aufregende Möglichkeit, ihre Lehren anzuwenden.“
Durch die Entwicklung eines ungebundenen weichen Roboters ebnen die Forscher den Weg für potenzielle chirurgische Anwendungen durch Fernsteuerung im Inneren des Menschen Körper. Sie helfen auch bei der Entwicklung von Technologien, die zum Erfassen oder Suchen an gefährlichen oder schwer zugänglichen Stellen bei Rettungseinsätzen verwendet werden können.
Das Team wird nun versuchen, einen kletternden Softroboter zu entwickeln, der ausschließlich angetrieben wird durch Licht und benötigt kein Magnetfeld. Dieser Roboter wird auch Nahinfrarotstrahlung anstelle von UV-Licht verwenden, was die Biokompatibilität verbessern kann.