Ein internationales Forschungsteam präsentierte vollständig programmierbare, autonome Mikroroboter, die sich in Flüssigkeit bewegen. Die Roboter sind ungefähr 0,2 × 0,3 × 0,05 Millimeter groß, kosten etwa einen Cent pro Stück und können monatelang betrieben werden. Die Baugruppen wurden in Studien in Science Robotics und in den Proceedings of the National Academy of Sciences beschrieben.
Die Schwimmbewegung funktioniert ohne bewegliche Teile: Die Roboter erzeugen ein elektrisches Feld, das Ionen in der umgebenden Flüssigkeit beschleunigt. Diese Ionen drücken benachbarte Wassermoleküle und erzeugen so die Kraft für die Bewegung. Die Geräte beziehen Energie und Programmierung durch Lichtpulse; jede Einheit hat eine eindeutige Kennung, damit individuelle Befehle möglich sind. Ein in Science Robotics beschriebenes Los enthält Temperatursensoren mit einer Genauigkeit von ein Drittel Grad Celsius. Die Messwerte werden per Wackelbewegung gemeldet, ähnlich dem Schwänzeltanz von Honigbienen.
Die Recheneinheiten arbeiten mit extrem geringer Leistung: Blaawws Team ließ Programme mit 75 nanowatt laufen, was nach Angaben der Forscher etwa 100.000-mal weniger Energie als eine Smartwatch erfordert. Solarzellen nehmen den größten Teil der Fläche ein, und Steueranweisungen wurden so komprimiert, dass sie in den sehr kleinen Speicher passen. Die Forschenden sehen Anwendungen in der Medizin zur Überwachung einzelner Zellen und in der Fertigung zur Herstellung mikroskaliger Bauteile.
- komplexere Programme speichern
- schnellere Bewegung
- neue Sensoren integrieren
- Arbeit in anderen Umgebungen
Schwierige Wörter
- autonom — selbstständig arbeitend, ohne ständige Steuerung von außenautonome
- ion — elektrisch geladenes Teilchen in einer FlüssigkeitIonen
- kennung — eindeutiges Erkennungsmerkmal zur Identifikation einer Einheit
- genauigkeit — Maß dafür, wie nahe Messwerte am richtigen Wert sind
- recheneinheit — kleines elektronisches Bauteil, das Rechenaufgaben ausführtRecheneinheiten
- komprimieren — Daten kleiner machen, damit sie weniger Platz brauchenkomprimiert
- nanowatt — sehr kleine Einheit für elektrische Leistung
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Diskussionsfragen
- Welche Vorteile und welche Risiken sehen Sie beim Einsatz autonomer Mikroroboter in der Medizin?
- Wie könnte die sehr geringe Leistungsaufnahme die Nutzung der Roboter in der Praxis beeinflussen?
- Welche der genannten Verbesserungen (z. B. neue Sensoren, schnellere Bewegung) wäre Ihrer Meinung nach am wichtigsten und warum?
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