Rekordverdächtig kleiner und schneller Insektenroboter.

In den USA sind die MiniBug- und WaterStrider-Roboter 8,5 mm bzw. 22 mm lang und können sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 6 mm pro Sekunde fortbewegen.

Der WaterStrider-Roboter und der MiniBug neben einer Münze. Foto: Bob Hubner/WSU — Der WaterStrider-Roboter und der MiniBug neben einer Münze. Foto: *Bob Hubner/WSU*

Ein Forschungsteam der Washington State University hat zwei insektenähnliche Roboter namens MiniBug und WaterStrider entwickelt, wie TechXplore am 18. Januar berichtete. Sie sind die kleinsten, leichtesten und schnellsten Roboter ihrer Art. Zukünftig könnten diese Mikroroboter für vielfältige Aufgaben eingesetzt werden, beispielsweise für künstliche Bestäubung, Such- und Rettungsaktionen, Umweltüberwachung, Mikrofertigung oder chirurgische Eingriffe.

MiniBug ist 8,5 mm lang und wiegt 8 Milligramm, während WaterStrider 22 mm lang ist und 55 Milligramm wiegt. Beide bewegen sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 6 mm pro Sekunde fort. Obwohl sie damit langsamer sind als natürliche Insekten, ist diese Geschwindigkeit für Mikroroboter ähnlicher Größe bereits beachtlich, so Conor Trygstad, Doktorand an der Fakultät für Materialwissenschaften und Mechanik und Hauptautor der Studie. Eine 5 Milligramm schwere Ameise kann sich mit einer Geschwindigkeit von fast einem Meter pro Sekunde fortbewegen.

Das Schlüsselelement dieser Roboter ist der winzige Aktor, der ihre Bewegung ermöglicht. Trygstad nutzt ein neuartiges Fertigungsverfahren, um den Aktor auf unter ein Milligramm zu verkleinern – den kleinsten, der jemals hergestellt wurde. „Dies sind die kleinsten und schnellsten Aktoren, die jemals für Mikroroboter entwickelt wurden“, sagte Néstor O. Pérez-Arancibia, Experte an der Fakultät für Material- und Maschinenbau der Washington State University.

Der Aktor nutzt eine Formgedächtnislegierung, die sich bei Erwärmung verformen kann. Das Material wird als „Formgedächtnis“ bezeichnet, da es seine Form speichert und anschließend in seine ursprüngliche Form zurückkehren kann. Im Gegensatz zu herkömmlichen Motoren, die in Robotern eingesetzt werden, besitzen diese Legierungen keine beweglichen oder rotierenden Teile.

Formgedächtnislegierungen werden üblicherweise nicht für große Roboterbewegungen eingesetzt, da sie zu langsam sind. Bei MiniBug und WaterStrider bestehen die Aktuatoren jedoch aus zwei Formgedächtnislegierungsdrähten mit einem Durchmesser von nur 0,025 mm. Mit einem geringen elektrischen Strom lassen sich die Drähte leicht erhitzen und abkühlen, sodass der Roboter seine Flossen schlagen oder seine Beine bis zu 40 Mal pro Sekunde bewegen kann. In ersten Tests konnten die Aktuatoren zudem Objekte heben, die mehr als das 150-fache ihres Eigengewichts wogen.

Thu Thao (laut TechXplore )

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