Menschliche Verletzungen heilen durch 3d-gedruckte Mikroroboter
Forscher des Georgia Institute of Technology haben neuartige 3d-gedruckte Mikroroboter entwickelt. Er ist etwa zwei Millimeter lang, so groß wie die kleinste Ameise der Welt und wurde in 3D mit der Zwei-Photonen-Lithographie (TPP) gedruckt. Eine Technologie, die der Photopolymerisation zugeordnet ist. Diese 3D gedruckten Mikroroboter sind vibrationsbetrieben, sie reagieren auf piezoelektrische Aktoren, Ultraschallquellen und sogar auf winzige Lautsprecher, um sich zu bewegen.
Wie Sie vielleicht bemerkt haben, gibt es in den letzten Monaten ein erhöhtes Aufkommen des mikroskopischen 3D-Drucks. Vor kurzem haben wir Ihnen von Nanofabrica erzählt – das Startup hat die Markteinführung der mikrometerauflösenden 3D-Drucktechnologie im März angekündigt. Der CEO von Nanofabrica hatte erklärt: „Es gibt einen unaufhaltsamen Wandel hin zur Miniaturisierung, wobei viele Anwendungen extrem hohe Anforderungen an die Mikro- und Submikropräzision bei Makro- und Mikrobauteilen stellen und es ein enormes Potenzial für eine AM-Plattform gibt, die diesen Trend bedienen kann.“ Wir berichteten auch über die Zwei-Photonen-Polymerisation (2PP) von Nanoscribe, die eine nano-, mikro- und mesoskalige Herstellung ermöglicht.
Quelle: Allison Carter, Georgia Tech.
Wo finden 3d-gedruckte Mikroroboter Anwendung?
Also, was ist der Zweck dieser winzigen Roboter? Anscheinend könnten sie für viele Anwendungen eingesetzt werden. Zum Beispiel könnten Schwärme von ihnen zusammenarbeiten, um Umweltveränderungen zu identifizieren, Materialien zu bewegen oder vielleicht sogar Verletzungen im menschlichen Körper zu reparieren. Azadeh Ansari, Assistenzprofessorin an der School of Electrical and Computer Engineering an der Georgia Tech, erklärt: „Wir arbeiten daran, die Technologie robust zu machen, und wir haben viele mögliche Anwendungen im Blick. Wir arbeiten an der Schnittstelle von Mechanik, Elektronik, Biologie und Physik. Es ist eine vielversprechende Technologie und es gibt viel Raum für multidisziplinäre Konzepte.“
Die Forscher erklärten, dass diese „Mikroborsten-Bots“ je nach Konfiguration auf unterschiedliche Schwingungsfrequenzen reagieren, so dass sie durch die Anpassung der Schwingungen einzelne Bots steuern können. „Während sich die Mikroborsten-Bots auf und ab bewegen, wird die vertikale Bewegung in eine gerichtete Bewegung umgesetzt, indem das Design der Beine optimiert wird, die wie Borsten aussehen“, erklärt Ansari. „Die Beine des 3d-gedruckten Mikroroboters sind mit bestimmten Winkeln ausgerichtet, die es ihnen ermöglichen, sich zu biegen und sich in eine Richtung zu bewegen, um auf die Vibration resonant zu reagieren.“
Die Georgia Tech Forscher Azadeh Ansari, DeaGyu Kim und Zhijian (Chris) Hao in Ihrem Labor. Die Kammer im Hintergrund dient zum Testen der Micro-Borsten-Bots | Quelle: Allison Carter, Georgia Tech
Ansari erklärte auch, dass andere Forscher an Mikrorobotern gearbeitet haben, die Magnetfelder nutzen um Bewegung zu erzeugen. Dies ist nützlich um ganze Schwärme auf einmal zu bewegen. Jedoch können magnetische Kräfte keine einzelne Roboter innerhalb eines Schwarms anzusprechen was eine Einschränkung darstellt.
Die Forscher führen weiterhin Tests durch und ermitteln die Einsatzmöglichkeiten dieser Mikroroboter. Ansari´s Fazit: „Wir können beispielsweise das kollektive Verhalten von Ameisen betrachten und das, was wir daraus lernen, auf unsere kleinen Roboter übertragen. Diese Mikroborsten-Bots laufen gut in einer Laborumgebung, aber es gibt noch viel mehr, was wir tun müssen, bevor sie in die Außenwelt implementiert werden können.“
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Bildquelle Titelbild: Allison Carter
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