Fliegender Roboter erledigt riskante Aufgaben

Den ersten Mikroroboter, der fliegen und gleichzeitig bestimmte Aufgaben im Mikrobereich erledigen kann, haben Mechatroniker der University of Waterloo entwickelt.

Das sogenannte „MicroElectroMechanical Systems“ gibt den Forschern mehr Kontrolle über Manipulation im Mikrobereich, da es Bewegungen und Platzierungen von kleinen Objekten mit weitaus größerer Präzision erledigt als dies die menschliche Hand zulässt. Im Test gelang es dem Gerät, Kabel von 0,1 und einem Millimeter Stärke aufzuheben, zu transportieren und korrekt zu platzieren. Der Mikroroboter selbst ist zwei Millimeter groß und wiegt unter einem Gramm.

Das freie Schweben im dreidimensionalen Raum schafft der Mikroroboter durch einen externen Magnetmechanismus, der in Realzeit von einem Computer gelenkt wird. „Wir entwickelten einen Fokuspunkt des Magnetfeldes im Raum, an dem sich der Mikroroboter aufhängt. Wird dieser Punkt bewegt, bewegt sich auch der Roboter“, berichtet der Entwickler Behrad Khamesee im pressetext-Interview. Drei Lasersensoren bestimmen die genaue Position des Roboters im Raum und kontrollieren die Bewegungsabläufe. Da die Antriebsquelle extern ist, könne der Mikroroboter gut manövriert werden.

Handlungsfähig wird der Roboter durch eine photo-thermische Mikro-Klammer, die an einem permanenten Magnet befestigt ist und sich ebenfalls durch externe Magnetfelder bewegen lässt. Für die Steuerung ihrer Tätigkeit ist ein Laserstrahl zuständig. „Der Greifer öffnet und schließt sich nach thermischer Expansion, die durch einen von außen gelenkten Laserstrahl an die Mitte des Arms ausgelöst wird“, so Khamessee. Das Ausmaß der Öffnung ändert sich mit der Stärke des Laserstrahls.

Nach Angaben des Erfinders kann sich der Mikroroboter in fast jedem Raum bewegen. Da er ohne Verkabelung auskommt und frei in der Luft schwebt, könne er auch innerhalb einer geschlossenen Kammer eingesetzt werden, während die gesamte Apparatur außerhalb verbleibt. „Das macht ihn auch für gefährliche Umgebungen geeignet, etwa im Vakuumbereich, in giftigen Behältern oder bei der Durchführung gefährlicher biologischer Experimente.“ Der Roboter eigne sich laut Khamessee auch für den Einsatz in steriler Umgebung, da er keine mechanische Verbindungen besitzt.