Ein Forschungsteam der Washington State University hat zwei insektenähnliche Roboter namens MiniBug und WaterStrider entwickelt, berichtete TechXplore am 18. Januar. Sie sind die kleinsten, leichtesten und am schnellsten arbeitenden Roboter ihrer Art. In Zukunft könnten diese Mikroroboter für eine Vielzahl von Aktivitäten eingesetzt werden, beispielsweise für künstliche Bestäubung, Such- und Rettungseinsätze, Umweltüberwachung, Mikrofertigung oder Chirurgie.

Der MiniBug ist 8,5 mm lang und wiegt 8 Milligramm, während der WaterStrider 22 mm lang ist und 55 Milligramm wiegt. Beide können sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 6 mm pro Sekunde bewegen. Obwohl sie immer noch langsamer sind als natürliche Insekten, ist diese Geschwindigkeit im Vergleich zu ähnlich großen Mikrorobotern hoch, so Conor Trygstad, Doktorand an der Fakultät für Maschinenbau und Werkstofftechnik 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 sind die winzigen Aktuatoren, die ihnen bei der Fortbewegung helfen. Trygstad verwendete eine neue Fertigungstechnik, um den Aktuator auf weniger als ein Milligramm zu verkleinern – den kleinsten jemals hergestellten Aktuator. „Dies sind die kleinsten und schnellsten Aktuatoren, die jemals für Mikroroboter entwickelt wurden“, sagte Néstor O. Pérez-Arancibia, Professor an der School of Mechanical and Materials Engineering der Washington State University.

Der Aktuator verwendet eine Formgedächtnislegierung, die bei Erwärmung ihre Form ändern kann. Das Material wird als „Formgedächtnis“ bezeichnet, weil es sich an seine ursprüngliche Form erinnert und diese wieder annehmen kann. Im Gegensatz zu herkömmlichen Motoren, die zum Bewegen von Robotern verwendet werden, haben diese Legierungen keine beweglichen oder rotierenden Teile.

Formgedächtnislegierungen werden im Allgemeinen nicht für große Roboterbewegungen verwendet, da sie zu langsam sind. Beim MiniBug und WaterStrider bestehen die Aktuatoren jedoch aus zwei Drähten aus einer Formgedächtnislegierung mit einem Durchmesser von nur 0,025 mm. Mit einem kleinen Strom können die Drähte problemlos erhitzt und gekühlt werden, sodass der Roboter seine Flossen schlagen oder seine Beine mit einer Geschwindigkeit von bis zu 40 Mal pro Sekunde bewegen kann. In vorläufigen Tests war der Aktuator zudem in der Lage, Objekte mit mehr als dem 150-fachen seines Eigengewichts anzuheben.

Thu Thao (laut TechXplore )