ETH Forscher bauen von Bakterien inspirierte Mikro Roboter

Forschende der ETHs Zürich und Lausanne haben schwimmende Mikro-Roboter entwickelt, die ihre Form nach Bedarf anpassen können. Die von Bakterien inspirierten Mini-Schwimmer sind ein weiterer Schritt hin zu Vehikeln, die Medikamente im Körper gezielt zu ihrem Bestimmungsort bringen könnten.

Die von einem Forschungsteam um Selman Sakar von der ETH Lausanne (EPFL) und Bradley Nelson von der ETH Zürich entwickelten Mikro-Roboter könnten beispielsweise durch enge Blutgefässe navigieren, ohne an Tempo oder Manövrierfähigkeit einzubüssen, hiess es in einer Mitteilung der EPFL. Die Besonderheit der elastischen Mini-Vehikel besteht darin, dass sie ihre Form nach Bedarf anpassen können, wie die Forschenden im Fachblatt «Science Advances» berichten.

Die Mikro-Roboter unterscheiden sich stark von dem Bild, das man von Robotern im Allgemeinen hat. Äusserlich ähneln sie einem flachen Stück Band, das sich mal mehr, mal weniger spiralförmig drehend durch eine Flüssigkeit bewegt. Sie können sich aber nach Bedarf auch entfalten oder enger zusammenziehen, wenn sie zähflüssigere oder dichtere Flüssigkeiten antreffen oder durch enge Durchgänge hindurch müssen. Inspiration zogen die Forschenden dabei von der Bewegung bestimmter Bakterien.

Diese Formänderungen in Reaktion auf die jeweilige Umgebung haben die Forschenden den Mini-Schwimmern vorab «einprogrammiert»: «Unsere Roboter haben eine spezielle Zusammensetzung und Struktur, die ihnen erlaubt, sich an die Eigenschaften der Flüssigkeit anzupassen, durch die sie sich bewegen», liess sich Sakar in der Mitteilung zitieren.

Die Mini-Schwimmer bestehen aus einem biokompatiblen Hydrogel-Nanokomposit mit magnetischen Nanopartikeln. Dank dieser lassen sich die Roboter mittels eines elektromagnetischen Feldes steuern.

Die Idee hinter der Forschungsarbeit ist langfristig, Mini-Roboter zu entwickeln, die im menschlichen Körper Medikamente gezielt an ihren Bestimmungsort bringen könnten. So liessen sich allenfalls Nebenwirkungen auf den Rest des Körpers reduzieren. Auch könnten Mikro-Roboter als mobile Messinstrumente dienen, die an spezifischen Orten im Körper Daten sammeln, zum Beispiel über die Sauerstoffsättigung.