Forscher der ETH Lausanne entwickeln Miniroboter mit Schallantrieb
Allein mit Schall lassen sich winzige Boote und Drohnen bewegen und steuern. Das haben Forschende der ETH Lausanne (EPFL) mit neu entwickelten Minirobotern gezeigt. Glockenförmige Hohlräume wandeln dabei Schallwellen in Antriebskraft um.
Die Miniroboter kommen ohne elektronische Bauteile an Bord aus. Ihre Hohlräume reagieren dank Resonanz auf bestimmte Schallfrequenzen, wie die EPFL in einer Medienmitteilung vom Freitag schreibt.
Dabei wird die Luft im Innern in Schwingung versetzt und anschliessend als gebündelter Strahl ausgestossen. Die Forschenden stellen ihre Miniaturmaschinen in der Fachzeitschrift «Science Advances» vor.
«Unsere Arbeiten zeigen, dass sich ein einfaches, aber intelligent konstruiertes mechanisches Bauteil in robotisches Material verwandeln lässt», wird Selman Sakar, Leiter des Labors für Microbiorobotic Systems (Microbs) der EPFL, im Communiqué zitiert.
Das Team baute unter anderem zentimetergrosse Miniaturboote mit drei Hohlräumen. Jeder davon reagiert auf eine andere hörbare Frequenz und ist so angeordnet, dass er das Boot in eine bestimmte Richtung antreibt. Durch die Veränderung der Schallfrequenzen liess sich das Boot aus der Distanz steuern.
Den Forschenden gelang es, das Boot um Hindernisse herumzuführen und es für eine autonome Navigation zu programmieren.
Das Microbs entwickelte zudem «Mikrodrohnen», die mit Ultraschallfrequenzen angetrieben werden und damit für das menschliche Ohr nicht hörbar sind. Eines der Fluggeräte konnte damit aufsteigen, ein anderes ähnlich wie ein Helikopter in der Luft schweben.
Da die Geräte mit winzigen Hohlräumen statt mit Motoren oder magnetischen Bauteilen funktionieren, können sie besonders klein und leicht gebaut werden. Dazu lassen sich verschiedene 3D-Druckverfahren einsetzen, wie die EPFL schreibt.
Laut Sakar könnten mehrere dieser schallempfindlichen Miniaturstrukturen künftig in ein einziges flexibles Bauteil integriert werden. Je nach verwendeter Frequenz könnten sich einzelne Bereiche bewegen, verbiegen oder vibrieren.
