35 Zentimeter pro Sekunde 12.05.2014, 07:00 Uhr

US-Forscher bauen Magnetantrieb für Mikroroboter

Wenn sie sich flink über eine Oberfläche bewegen, sehen sie auf den ersten Blick aus wie eine Fliege. Tatsächlich aber handelt es sich um zwei Millimeter kleine Mikroroboter, die von mikroskopisch kleinen Magneten bewegt werden. Im Schwarm sollen sie in Fabriken der Zukunft Produkte zusammenbauen.  

Die Mikroroboter auf diesem Bild sind die beiden hauchdünnen Scheiben in der rechten Bildhälfte. Der obere transportiert ein winziges Bauteil, ein schwarzes Plastikröhrchen. 

Die Mikroroboter auf diesem Bild sind die beiden hauchdünnen Scheiben in der rechten Bildhälfte. Der obere transportiert ein winziges Bauteil, ein schwarzes Plastikröhrchen. 

Foto: SRI/Screenshot

Was spielend einfach wirkt, ist eine technische Meisterleistung. Die magnetische Steuerung der Kleinstroboter ist ein Arbeitsfeld, mit dem sich Forscher schon seit geraumer Zeit beschäftigen. Das große Problem war bislang, dass sich die Magnetfelder der einzelnen Roboter gegenseitig stören und somit ihre Bewegungsfreiheit einschränken.

Mikroskopisch kleine Magnete bewegen Mikroroboter

Ein Forscherteam des Stanford Research Institute International (SRI) in Menlo Park in Kalifornien hat sich nun eine Steuerung für Mikroroboter patentieren lassen. Das Verfahren nennt sich diamagnetische Mikro-Manipulation (DM3). Es nutzt mikroskopisch kleine Magnete, die sich über die elektromagnetischen Felder einer Leiterbahn bewegen. Die Leiterbahn selbst wird mit einer leitfähigen Tinte gedruckt.

Dieser viereckige Mikroroboter in der rechten unteren Bildhälfte ist nur zwei Millimeter groß. Er kann die drei Hindernisse mit einer Geschwindigkeit von 35 Zentimetern pro Sekunde umkreisen. 

Dieser viereckige Mikroroboter in der rechten unteren Bildhälfte ist nur zwei Millimeter groß. Er kann die drei Hindernisse mit einer Geschwindigkeit von 35 Zentimetern pro Sekunde umkreisen. 

Foto: SRI/Screenshot

Der große Vorteil der Leiterbahn liegt darin, dass sich die einzelnen Felder sehr fein granulieren lassen und damit die Steuerung der Mikro-Roboter deutlich verbessert werden kann. Die zwei Millimeter kleinen Einheiten lassen sich dabei mit einer Geschwindigkeit von bis zu 35 Zentimetern pro Sekunde fortbewegen.

US-Verteidigungsministerium fördert Entwicklung

Das SRI hat klare Vorstellungen von den industriellen Verwendungsmöglichkeiten im Rahmen des Smart Manufacturing. Dabei erfüllen die Kleinstroboter gruppenweise ganz verschiedene Aufgaben. Die einen schaffen Komponenten heran, die nächsten bringen Flüssigkeiten zur Produktionsstätte, andere montieren die Produkte.

Die amerikanische Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) finanziert eine Vielzahl von Vorhaben im Rahmen ihres Open Manufacturing Programms. Dazu gehört auch die Mikro-Roboter-Steuerung des SRI. In Zukunft will das Unternehmen eine Montage realisieren, in der Tausende von Mikrorobotern mit extremer Genauigkeit selbst metergroße Produkte zusammenbauen. 

Von Peter Odrich
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