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Morphing im Magnetfeld Miniroboter verformen sich am Einsatzort in Echtzeit

Quelle: Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme 2 min Lesedauer

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Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme
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Das MPI-IS stellte jetzt eine Methode vor, mit der man einen Stapel kleiner, biegsamer und magnetischer Röhren in Echtzeit und an Ort und Stelle umprogrammieren kann. Damit wurde ein Roboter gebaut.

Prof. Metin Sitti und ein Team vom Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme in Stuttgart haben in Sachen Robotik einen Durchbruch erreicht. Denn was bisher nicht klappte, ist nun machbar: Magnetisierungsprofile magnetischer Roboter während des Einsatzes zu ändern ...(Bild: MPI-IS / W. Scheible)
Prof. Metin Sitti und ein Team vom Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme in Stuttgart haben in Sachen Robotik einen Durchbruch erreicht. Denn was bisher nicht klappte, ist nun machbar: Magnetisierungsprofile magnetischer Roboter während des Einsatzes zu ändern ...
(Bild: MPI-IS / W. Scheible)

Bisher waren die Magnetisierungsprofile magnetischer Roboter in der Regel fest vorgegeben, so die Forscher vom Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme (MPI-IS). Waren sie einem externen Magnetfeld ausgesetzt, ließen sie sich nur schwer in Echtzeit und an Ort und Stelle verändern, heißt es weiter. Jetzt aber stellen sie eine Forschungsarbeit zu einer neuen Methode vor, wie man die Magnetisierung der kleinen Roboter neu ausrichten kann. Die Wissenschaftler können so dessen Form schnell an die jeweilige Gegebenheit anpassen, was die Komplexität solcher Roboter drastisch erweitert. Die Ergebnisse wurden erstmals im Fachjournal Nature veröffentlicht.

Ineinandergeschachtelte Röhrchen verändern sich in situ

Unter der Leitung von Prof. Dr. Metin Sitti, nun Präsident der Koç-Universität in Istanbul, stapelte das Team mehrere Röhrchen derart ineinander, wie man es von den russischen Matrjoschka-Puppen ineinander. Wie unten in Bild 2 zu sehen, ist Röhrchen C in Röhrchen B und dieses wiederum in Röhrchen A eingebettet. Jedes davon enthält eine oder mehrere magnetische Einheiten. Und das Magnetisierungsprofil jeder magnetischen Einheit kann nach Bedarf vorprogrammiert werden (Aufmacherbild Bild 1, Sektion 1B). Wenn die Art, wie die Röhrchen gestapelt sind, verändert wird – also auseinandergezogen oder näher zusammengerückt – ändert sich die relative Position der magnetischen Einheiten und damit das gesamte Magnetisierungsprofil des kompletten Schlauchstapels (1C). Damit kann bei konstantem Magnetfeld ein vormals gerades Röhrchen zur Helix werden, wie man betont (1D). Oder es kann auch in die entgegengesetzte Richtung verformt werden (1E). Das Ganze klappe auch mit 2D- und 3D-Konstruktionen (1F und 1G).

Bild 2: Die Möglichkeiten, wie die dem Prinzip der russischen Puppe Matrjoschka nachempfundenen magnetischen Roboter aus Röhrchen in Echtzeit verformt werden können.(Bild: MPI-IS)
Bild 2: Die Möglichkeiten, wie die dem Prinzip der russischen Puppe Matrjoschka nachempfundenen magnetischen Roboter aus Röhrchen in Echtzeit verformt werden können.
(Bild: MPI-IS)

Der Impuls für eine neue Technik in Sachen Katheterbehandlung

Diese neuen Möglichkeiten sehen die Max-Planck-Forscher anwendungstechnisch etwa für das Umfahren von Objekten ohne dieselben zu berühren, um eine erste zarte Idee zu erwähnen. Auch bei minimalinvasiven Eingriffen in der Medizin, etwa bei der bildgesteuerten Behandlung von Gefäßen, sei ein zukünftiger Einsatz denkbar. Direkt an erkrankten Gefäß könnte so die Diagnose oder Therapie erfolgen. Dabei werden Katheter genutzt, die aber unter Umständen die Gefäße oder Gewebe berühren und beschädigen könnten. Mit der oben genannten Entdeckung wäre diese Gefahr gebannt. Natürlich schlummern auch Möglichkeiten für die Industrie im Dunkel der Zukunft. Aber am MPI-IS forscht man nicht zuletzt an ersten Grundlagen, die den Weg in die Praxis erst noch finden müssen. Und das kann auch einige Zeit in Anspruch nehmen, wie die Forscher aus Stuttgart zugeben müssen.

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