„Wenn wir uns eine sich bewegende Maschine wie einen Roboter vorstellen, stellen wir uns zu einem großen Teil etwas vor
Wissenschaftler haben einen neuen Ansatz vorgestelltelektromagnetische Motoren. Anstelle von Kupferdraht und Eisen sind elastische Materialien und flüssiges Metall die Hauptbestandteile von weichen Robotern geworden. Wissenschaftler haben kürzlich eine neue Art von Biogel eingeführt, das belastbar, flexibel und stabil genug ist, um mit elektronischen Komponenten eine Art "weichen Roboter" zu schaffen.
Eine Gruppe unter der Leitung von Kaltenbrunner und DenisMakarov (Helmholtz-Zentrum, Dresden-Rossendorf) macht derzeit einen weiteren Schritt in der Entwicklung solcher Maschinen. Zwei Forscher stellten fest, dass der Nachteil zuvor darin bestand, dass weiche Roboter ihre Form sehr langsam ändern konnten. Ihre neue Idee basiert auf der Verwendung von flexiblem Kunststoff-Polydimethylsiloxan und dem Mischen magnetischer Mikropartikel wie einer Legierung aus Neodym, Eisen und Bor.
Der blütenförmige Roboter schließt für einen Momentum die Fliege herum, bevor sie die Schließfalle registriert und sie durch Öffnen ihrer acht Arme freigibt, die von einem flachen Rechteckwellenmagnetfeld (3 mT, 50 Hz) geführt werden. Der Durchmesser des Roboters beträgt 25 mm bei einer Dicke von 200 Mikrometern. Kredit & Copyright: Makarov et al.; Kommunikationsmaterialien
Ein sechsarmiger Roboter kann greifen,Transportieren und verteilen Sie nichtmagnetische Gegenstände wie einen Polyurethanschaumwürfel, der von einem Permanentmagneten gesteuert wird. Der Durchmesser des Roboters beträgt 20 mm bei einer Dicke von 80 Mikrometern. Kredit & Copyright: Makarov et al.; Kommunikationsmaterialien
Ein vierarmiger Roboter (Gewicht 23 mg) passt hineintransparentes Glasrohr und wird durch ein statisches Magnetfeld von 3,7 mT außerhalb der Ebene in die Luft gehoben. Der Roboter wird schweben. Es verformt sich und konfiguriert sich räumlich unter dem Einfluss eines flachen rechteckigen Magnetfeldes (1,5 mT, 50 Hz). Der Durchmesser des Roboters beträgt 15 mm bei einer Dicke von 200 Mikrometern. Kredit & Copyright: Makarov et al.; Kommunikationsmaterialien
Die Forscher gaben ihr kleines weichesRoboter verschiedener Formen. Abhängig von der Form, der Position der Mikropartikel und der Dicke der verwendeten Materialien können sich Roboter unter dem Einfluss eines sich ändernden Magnetfelds in der Umgebung auf unterschiedliche Weise bewegen. Diese Aktuatoren sind nur wenige Mikrometer dick und einige Mikrogramm schwer, so dass sie wenig Energie benötigen, um sich zu bewegen. Darüber hinaus können die Komponenten Bewegungen millionenfach ohne Änderungen wiederholen.
Indem das Magnetfeld beeinflusst und verändert wird,Kaltenbrunner und seine Kollegen haben es geschafft, winzige Roboter zu bauen, die schweben, schwimmen und - im weitesten Sinne - sogar laufen konnten. Wissenschaftler haben auch gezeigt, dass ihre blütenförmigen Roboter in nur wenigen Millisekunden eine Fliege fangen können, die auf ihnen landet.
Ein Roboter wurde unter Verwendung von Simulation entwickeltdie Form eines Strahls eines Mantarochen mit einer Last, die im Wasser schwimmen kann, gesteuert durch ein abwechselndes rechteckiges Magnetfeld in der Ebene (2 mT, 1 Hz). Die seitlichen Abmessungen des Roboters betragen 17 mm × 19 mm bei einer Dicke von 80 Mikrometern. Kredit & Copyright: Makarov et al.; Kommunikationsmaterialien
Ein dreieckiger Roboter kann durch die Luft rollenmit hoher Geschwindigkeit und unter dem Einfluss eines magnetischen Wechselfeldes mit rechteckiger Form (3,5 mT, 1,5 Hz) vorwärts bewegen. Der Durchmesser des Roboters beträgt 18 mm bei einer Dicke von 80 Mikrometern. Kredit & Copyright: Makarov et al.; Kommunikationsmaterialien
Wissenschaftler sagen, dass sich ihre Entwicklung neu eröffnetMöglichkeiten zur Schaffung von weichen Robotern, die sich sehr schnell bewegen können. Die langfristige Idee besteht darin, in erster Linie anspruchsvollere Mini-Maschinen herzustellen, die beispielsweise bei der Arbeit mit den Blutgefäßen im menschlichen Körper helfen könnten. Dazu müssen die verwendeten Materialien biologisch abbaubar und leicht kontrollierbar sein.
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