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Mikroroboter könnten bald Menschen operieren

Forscher der ETH Zürich und des Paul Scherrer Instituts haben einen Mikroroboter in Form eines Vogels entwickelt. Er wird mittels Magnetismus gesteuert und könnte dereinst kleine Operationen im menschlichen Körper durchführen.

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Laura Heyderman (links) und Tian-​Yun Huang (Mitte) betrachten ein Modell des Origami-​Vogels, während Jizhai Cui den echten Mikroroboter unter einem Mikroskop beobachtet. Bild: Paul Scherrer Institut, Mahir Dzambegovic

Forscher der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) und des Paul Scherrer Instituts (PSI) haben eine Mikromaschine entwickelt. Sie erinnert an einen Origamivogel und misst einer Medienmitteilung zufolge nur wenige Mikrometer. Der Roboter kann mit den Flügeln schlagen, seinen Hals krümmen oder seinen Kopf einziehen. All diese Bewegungen führt er durch, ohne dass eine sichtbare Kraft auf ihn einwirkt. Möglich wird dies dank Magnetismus.

Hergestellt haben die Forscher den Mikroroboter aus Materialien, die kleine Nanomagnete enthalten. Die Nanomagnete lassen sich immer wieder neu programmieren, so dass sie unter Einfluss eines Magnetfelds verschiedene Bewegungen ausführen.

„Diese Bewegungen des Mikroroboters spielen sich im Bereich von Millisekunden ab. Das Programmieren der Nanomagnete geschieht dagegen innerhalb weniger Nanosekunden“, erklärt Laura Heyderman, Leiterin des gemeinsamen Instituts für Mesoskopische Systeme der ETH und des PSI. Dies ermöglicht es, unterschiedliche Bewegungen zu programmieren, was bei dem Mikrovogel bedeutet, dass man ihn beispielsweise zunächst flattern, anschliessend zur Seite gleiten und dann wieder flattern lassen kann,

„Es ist vorstellbar, dass in der Zukunft eine autonome Mikromaschine durch menschliche Blutgefässe navigiert und biomedizinische Aufgaben wie das Abtöten von Krebszellen übernimmt”, sagt Bradley Nelson, Leiter des Instituts für Robotik und Intelligente Systeme der ETH. Denkbar seien auch Einsatzgebiete wie flexible Mikroelektronik oder Mikrolinsen, die ihre optischen Eigenschaften verändern. Ausserdem sind auch Anwendungen möglich, bei denen sich die Eigenarten von Oberflächen verändern. „Beispielsweise könnten damit Oberflächen geschaffen werden, die je nach Bedarf entweder von Wasser benetzt werden können oder Wasser abweisen”, erklärt PSI-Forscher Jizhai Cui.

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