Mechanische Partikel bilden einen elektroniklösen Schwarm ^{CEFR B2}

Forscher an der Georgia Tech, darunter Bolei Deng von der Daniel Guggenheim School of Aerospace Engineering und die Studentin Xinyi Yang, entwickelten einen robotischen Schwarm aus mechanischen Partikeln, der ohne Elektronik, Batterien oder an Bord befindliche Rechenleistung funktioniert. Die Forschung erschien auf dem Cover von Advanced Intelligent Systems. Die Gruppe beschreibt ihren Ansatz als "mechanische Intelligenz".

Die Partikel sind identisch und haben flexible Arme, die den Körper umgeben. Treffen zwei Partikel aufeinander, biegen sich die Arme und verhaken sich; dabei wird Spannung wie in einer zusammengedrückten Feder gespeichert. Eine äußere Vibration löst die Spannung, die Arme schnappen auf und die Partikel bewegen sich auseinander. Durch Veränderung der Krümmung oder der Steifigkeit der Arme lassen sich Zeitpunkt und Reichweite der Freisetzung steuern. Eine einzelne Vibration kann so eine definierte Zerlegungsfolge in Gang setzen, die durch die physische Verbindung der Teile bestimmt wird und nicht durch eine zentrale Steuerung.

Die Partikel können in sehr unterschiedlichen Größen gefertigt werden, vom Durchmesser eines menschlichen Haares bis zu 1,5 Zoll. In kleinem Maßstab könnten sie in den Blutkreislauf gelangen und per Ultraschall aktiviert werden. Deng nennt mögliche Anwendungen wie das gezielte Liefern von Krebsmedikamenten an schwer erreichbare Tumore oder das Kartieren von Gefäßen. Yang ergänzt, dass Vibration Partikel in Körperregionen verteilen könnte, die Kamera oder Katheter nicht erreichen können. Dasselbe Design könnte auch im Weltraum nützlich sein, wo Elektronik durch Strahlung und extreme Temperaturen leidet; kompakte Verbünde könnten gestartet oder gelandet werden und sich dann per Vibration ausbreiten und neu konfigurieren. Deng und Yang bauen inzwischen Strukturen, deren Gelenke auf unterschiedliche Pulse reagieren, sodass Abschnitte bei verschiedenen Vibrationen freigegeben oder umgeordnet werden.