Winziger Roboter, klein genug um durch den menschlichen Körper zu reisen
Wir sind noch weit davon entfernt, die Art von Nanomaschinen zu realisieren, die in Medien wie „The Diamond Age“ und „Metal Gear Solid“ vorgestellt wurden, doch Wissenschaftler haben gerade einen bedeutsamen Schritt in Richtung des nächsten Besten gemacht. Ein Team von Forschern der University of Pennsylvania und der University of Michigan sagt, dass sie einen unter Millimeter großen Roboter gebaut haben, der mit einem Computer, Motor und Sensoren ausgestattet ist, wie die Washington Post berichtet. Es ist zwar kein Milliardstel Meter groß, aber kleiner als ein Salzkorn – dennoch unglaublich winzig: ein Mikroroboter. Die Arbeit, beschrieben in einer neuen Studie in der Zeitschrift Science Robotics, könnte eine Plattform für eines Tages Mikroroboter bilden, die im menschlichen Körper eingesetzt werden könnten, um allerlei medizinische Wunder zu vollbringen, wie Gewebereparaturen oder die Verabreichung von Behandlungen in Bereiche, die für Chirurgen schwer zugänglich sind.
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Es ist der erste winzige Roboter, der spüren, denken und handeln kann
„Es ist der erste winzige Roboter, der in der Lage ist zu spüren, zu denken und zu handeln“, sagte Mitautor Marc Miskin, Assistenzprofessor für Elektrische und Systemtechnik an der UPenn, gegenüber der WaPo. Derzeit ist das Gerät noch hochgradig experimentell und eignet sich nicht dafür, im menschlichen Körper verwendet zu werden – „es würde mich nicht überraschen, wenn wir in zehn Jahren echte Anwendungen für diese Art von Roboter hätten“, sagte Mitautor David Blaauw von U‑M gegenüber der Zeitung. Der Aufbau eines mikroskopischen Roboters, der sich bewegen, seine Umgebung wahrnehmen und eigenständig Entscheidungen treffen kann, ist Wissenschaftlern seit Jahrzehnten entgangen. Laut dem Team haben Roboterwissenschaftler typischerweise darauf gesetzt, die Mikroroboter extern zu steuern, damit sie auf kleineren Skalen arbeiten können, aber dabei ihre Fähigkeit, Informationen zu verarbeiten, aufgegeben. Das verhindert, dass die Roboter mit ihrer Umwelt reagieren, was sie auf eine begrenzte Anzahl vorprogrammierter Verhaltensweisen beschränkt und daher weniger praktikabel im realen Einsatz macht. Dass ein Roboter in der Größenordnung Mikrometer, also eines Millionstel Meter, existiert, würde uns Zugang zu den kleinsten Bausteinen unserer Biologie ermöglichen, sagte Miskin gegenüber der WaPo. „Jedes Lebewesen ist im Grunde eine gigantische Zusammensetzung aus 100-Mikrometer-Robotern, und wenn man darüber nachdenkt, ist es ziemlich tiefgreifend, dass die Natur diese eine Größe ausgesucht hat, um das Leben zu organisieren“, sagte er. Visuell ähnelt der Roboter der Forscher einem Mikrochip und besteht aus denselben Materialien, darunter Silizium, Platin und Titan, so WaPo. Er ist in eine Schicht aus dem Wesentlichen Glas versiegelt, so Miskin, und dadurch vor Flüssigkeiten geschützt. Der Roboter nutzt Solarzellen, um Energie zu gewinnen, die seinen onboard Computer und sein Antriebssystem antreibt, welches eine Paar Elektroden nutzt, um einen Fluss in den umliegenden Wasserteilchen zu erzeugen. Kurz gesagt, der Roboter schwimmt. Sein onboard Computer ist weniger als ein Tausendstel so schnell wie der eines modernen Laptops, so WaPo, aber es reicht aus, um auf Veränderungen zu reagieren, die es in seiner Umgebung wie Temperatur erkennt. „Auf dieser Skala sind die Größe und sein Energiebudget mit dem vieler einzelliger Mikroorganismen vergleichbar“, schrieben die Forscher in der Studie. Entscheidend ist, dass der Roboter weiter mit seinen menschlichen Betreuern kommunizieren kann. „Wir können ihm mit einem Laptop Nachrichten senden, die ihm sagen, was wir wollen, dass es tut“, sagte Miskin gegenüber WaPo, „und es kann uns Nachrichten zurücksenden, um uns zu sagen, was es gesehen hat und was es tat.“ Aber der nächste Schritt? Die Inter-Mikrorobot-Kommunikation. „Der nächste heilige Gral besteht also wirklich darin, dass sie miteinander kommunizieren“, sagte Blaauw gegenüber WaPo. Mehr zu Robotern: Video zeigt Roboter, der CEO angreift.
Wie der Robot funktioniert: Technik, Materialien und Antrieb
Visuell ähnelt der Roboter einem Mikrochip und besteht aus Silizium, Platin und Titan. WaPo notierte, dass er in eine Glas-Schicht eingeschlossen ist, die ihn vor Flüssigkeiten schützt. Der Roboter nutzt Solarzellen, um Energie zu gewinnen, die seinen onboard Computer und sein Antriebssystem antreibt, das einen Fluss in den umliegenden Wasserteilchen erzeugt. Mit anderen Worten: Der Roboter schwimmt. Sein onboard Computer arbeitet mit weniger als einem Tausendstel der Geschwindigkeit eines modernen Laptops, reicht aber aus, um auf Veränderungen in seiner Umgebung wie Temperatur zu reagieren. „Auf dieser Skala sind Größe und das Energiebudget des Roboters mit dem vieler einzelliger Mikroorganismen vergleichbar“, schrieben die Forscher in der Studie.
Der nächste große Schritt: Inter-Mikroroboter-Kommunikation
Und der nächste Schritt? Die Kommunikation zwischen Mikrorobotern. „Der nächste heilige Gral besteht also wirklich darin, dass sie miteinander kommunizieren“, sagte Blaauw gegenüber WaPo. Mehr zu Robotern: Video zeigt Roboter, der CEO angreift.
Über den Autor
Ich bin Tech- und Wissenschaftskorrespondent bei Futurism, wo ich mich besonders für Astrophysik, die Wirtschaft und Ethik der künstlichen Intelligenz und Automatisierung sowie die Umwelt interessiere.
