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pte20211027003 Forschung/Entwicklung, Technologie/Digitalisierung

Licht steuert treppensteigenden Roboter

Innovation von Wissenschaftlern der Inha University nutzt für Fortbewegung molekulare Schalter


So bewegt sich der Roboter in verschiedenen Umgebungen (Bild: eng.inha.ac.kr)
So bewegt sich der Roboter in verschiedenen Umgebungen (Bild: eng.inha.ac.kr)

Incheon (pte003/27.10.2021/06:10) - Ein weicher Roboter, der - allerdings nur winzige - Treppen steigen kann, ist die jüngste Attraktion an der Inha University http://eng.inha.ac.kr . Er besteht im Wesentlichen aus einem kristallinen Material auf Azobenzol-Basis, das sich bewegt, wenn es mit Licht bestrahlt wird, das es absorbiert. Die so aufgenommene Energie äußert sich in einer mechanischen Bewegung.

Spiralförmige Konstruktion

Auf die Idee, derartige Roboter zu bauen, sind auch andere schon gekommen. Die ersten bewegten sich kriechend fort, was wegen der Reibung mit dem Untergrund nicht sonderlich effektiv war. Besser klappte es schon mit neueren Typen, die sich ähnlich wie ein Rad bewegten. Das reduzierte den Widerstand. Doch Treppensteigen konnten sie alle nicht.

Der neue Roboter hat die Form einer Helix, ist also spiralförmig. Der Durchmesser der Spirale lässt sich lichtinduziert ändern. Er kann sich gewissermaßen auf die Hinterbeine setzen, die er natürlich nicht hat, und seinen ebenso wenig existierenden Kopf emporrecken, sodass er die nächste Treppenstufe erreicht. Er stemmt sich gewissermaßen in die Höhe.

Flüssigkristalline Polymere

Bei einem Gewicht von 0,2 Milligramm schafft er eine Geschwindigkeit von 0,1 Körperlängen pro Sekunde. In der Ebene jedenfalls. Beim Treppensteigen ist er langsamer. Die Forscher haben sieben molekulare Schalter getestet, um molekulare Ausrichtung und Vernetzungsdichte als flüssigkristalline Polymere zu programmieren.

Die meisten früheren Arbeiten kontrollierten die Vernetzungsdichte von Polymeren durch eine unvollständige Aushärtung oder Zugabe von nicht vernetzbaren Monomeren. Diese Strategien erhöhen jedoch die Zahl von Molekülen, die lichtgenerierten Stress molekularer Schalter nicht übertragen können.

Durch die Variation der molekularen Länge molekularer Schalter konnten die Forscher die Vernetzungsdichte steuern, ohne die Zahl der inaktiven Moleküle zu erhöhen. Damit gelang es ihnen, die Bewegungsfähigkeit zu erhöhen. Die winzigen Roboter können möglicherweise genutzt werden, um Medikamente zum Wirkort zu bringen. Vielleicht eignen sie sich sogar zum Speichern von Daten mithilfe von Lichtblitzen.

(Ende)
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