"Smartlets" revolutionieren modulare Roboter
Innovation der Technischen Universität Chemnitz kommuniziert in wässrigen Umgebungen
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3D-modularer Mikroroboter: Smartlet auf einer Fingerspitze (Foto: Jacob Müller, tu-chemnitz.de) |
Chemnitz (pte020/22.08.2025/13:55)
Forscher der Technischen Universität Chemnitz haben mit den sogenannten "Smartlets" eigenen Angaben nach eine neue Generation autonomer Mikroroboter entwickelt, die in wässrigen Umgebungen kommunizieren, agieren und zusammenarbeiten können. Details sind in "Science Robotics" nachzulesen.
Nurt einen Millimeter groß
Diese Smartlet-Mikroroboter, jeder nur einen Millimeter groß, sind mit integrierter Elektronik, Sensoren, Aktoren und Energiesystemen ausgestattet. Sie können optische Signale empfangen und senden, auf Reize mit Bewegungen reagieren und Informationen mit anderen Mikrorobotern in ihrer Umgebung austauschen.
Die Smartlet-Mikroroboter werden ausgeklügelt durch integrierte Photovoltaikzellen mit Strom versorgt, von winzigen Mikrochips gesteuert und sind durch eingebettete Mikro-LEDs und Fotodioden zur optischen Kommunikation fähig. Die Winzlinge per flexiblem Origami-Ansatz hergestellt, der auf multi-funktionalen, mehrschichtig strukturierten Materialien basiert.
"Drahtlose Kommunikationsschleife"
Im Wasser können sich die Smartlets durch Auftriebskräfte, die von Blasen generierten Motoren erzeugt werden, die das hohle Innere des Smartlets mit Gas füllen, auf und ab bewegen. Sie senden optische Signale aus, um Anweisungen an andere Smartlets in der Nähe zu übertragen. Smartlets ermöglichen Multi-Roboter-Interaktionen im Wasser, einschließlich stimulierter Bewegung, Synchronisation und Koordination zwischen mehreren Smartlets.
Eine der wichtigsten Innovationen besteht den Experten nach darin, dass die Smartlets eine "drahtlose Kommunikationsschleife" nutzen, für die keine externen Kameras, Magnete oder Antennen nötig sind. Optische Nachrichten werden lokal auf jedem Mikroroboter mithilfe einer speziell programmierten Logik interpretiert, die auf ihren Mikrochips gespeichert ist.
Die Smartlets nutzen eine innovative Soft-Bonding-Technik, um maßgeschneiderte mikroskopisch kleine Silizium-Chiplets, sogenannte Lablets, zu integrieren. Da sie kabellos, biokompatibel und in der Lage sind, auf Umwelteinflüsse zu reagieren, könnten Smartlets bei Aufgaben wie der Überwachung der Wasserqualität, der Durchführung minimalinvasiver medizinischer Diagnosen oder der Untersuchung begrenzter biologischer Umgebungen helfen.
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