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In einem Artikel, der am Mittwoch in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde, beschreibt ein Team von Robotikern detailliert die Schaffung ihrer unsichtbaren Armee von Robotern, die weniger als 0,1 mm groß sind (etwa so breit wie ein menschliches Haar) und mit dem bloßen Auge nicht zu erkennen sind. Die Roboter sind rudimentär und erinnern an Frogger, das berühmte Arcade-Spiel aus den 1980er Jahren. Aber sie nutzen eine innovative, neue Klasse von Aktoren, nämlich die Beine der Mikroroboter, die vom Team entwickelt wurden.
Um die Bewegung dieser winzigen Maschinen zu steuern, müssen die Forscher winzige lichtempfindliche Schaltkreise auf ihrem Rücken mit einem Laser bestrahlen, der ihre vier Beine nach vorne treibt. Sie wurden so konstruiert, dass sie in allen möglichen Umgebungen arbeiten können, z. B. bei extremer Säure und hohen Temperaturen. Einer ihrer Hauptzwecke, so die Forscher, könnte sein, den menschlichen Körper von innen zu erforschen.
„Die Steuerung eines winzigen Roboters kommt der eigenen Verkleinerung vielleicht am nächsten“, sagte Marc Miskin, Ingenieur an der University of Pennsylvania und Hauptautor der Studie, in einer Erklärung.
„Ich denke, Maschinen wie diese werden uns in alle möglichen erstaunlichen Welten führen, die zu klein sind, um sie zu sehen.“
Aber Roboter auf diese Größe zu schrumpfen und sie in die Lage zu versetzen, sich durch die mikroskalige Welt zu bewegen, ist eine anspruchsvolle technische Aufgabe. Es ist viel schwieriger, sich durch die Welt zu bewegen, wenn man etwa so groß wie ein Paramecium ist.
Das Team war in der Lage, unglaublich kleine Beine zu bauen, die mit zwei verschiedenen Pflastern auf der Rückseite des Roboters verbunden sind – eines für das vordere Beinpaar, eines für das hintere. Wechselndes Licht zwischen den Patches treibt den Mikroroboter vorwärts.
Diese Art von Geräten sind als „Marionetten“ bekannt, weil ihre Energiequelle nicht an Bord des Geräts ist und ihre Funktionen ferngesteuert werden, bemerken die MIT-Forsc
Ohne den externen Input der Forscher haben die Geräte nicht die Fähigkeit, sich zu bewegen. Aber Brooks und Strano sagen, dass die Marionetten wichtig sind, weil sie ein Sprungbrett für zukünftige Geräte darstellen, die autonom arbeiten können. Die Mikroroboter sind im Moment mehr technische Demonstration als funktionales Produkt, aber sie zeigen, was in der mikroskopischen Welt möglich ist.
Das Forschungsteam konnte zeigen, dass die Mikroroboter-Geräte in die engste Injektionsnadel passen und somit in den Körper „injiziert“ werden können. Diese Art von Fähigkeit ist im Moment nicht sinnvoll und nicht möglich. Die Maschinen sind nicht intelligent genug, um eine kranke Zelle anzuvisieren oder auf Reize zu reagieren, daher gibt es keine Anwendung für diese unsichtbare Armee. Die Forscher sagen jedoch, dass sich ihre Fähigkeiten schnell weiterentwickeln können“ und vermuten, dass die zukünftigen Produktionskosten weniger als einen Penny pro Roboter“ betragen könnten, was sie zu einem wertvollen Verbündeten im Kampf gegen Krankheiten machen würde.
Die Forscher versuchen nun, die Roboter so zu programmieren, dass sie bestimmte Aufgaben ausführen, indem sie komplexere Berechnungen und Autonomie einsetzen. Verbesserungen könnten den Weg dafür ebnen, dass Schwärme von Robotern in das Innere des Körpers vordringen und Wunden reparieren oder gegen Krankheiten wie Krebs vorgehen, aber diese Zukunft ist noch Jahre – oder möglicherweise Jahrzehnte – entfernt.
Selbst wenn die Zukunft noch Jahre entfernt ist, sollte man bedenken, dass alle potenziellen Behandlungsmöglichkeiten mit solchen Geräten strenge Sicherheitsprüfungen erfordern, erhebliche regulatorische Hürden überwinden und ausgiebig erprobt werden müssten, bevor sie jemals in Menschen eingesetzt werden.