Weiche Mini-Roboter fuer Landwirtschaft und Medizin

Weiche Mini-Roboter für Landwirtschaft und Medizin

Sie können fliegen, schwimmen oder auch gehen und bestehen aus weichen Materialien – diese beweglichen Maschinen, sprich Mini-Roboter sind unsere Zukunft. Anders als ihre steifen „Kollegen“, die größtenteils aus harten Materialien gefertigt werden, verspricht die neue Generation bahnbrechendes in den Gebieten der Landwirtschaft und Medizin.

Ich habe hier auf Agrarbetrieb des Öfteren über den Einsatz von Robotern in der Landwirtschaft geschrieben. In 2018 reichte der US-amerikanische Lebensmittelriese Walmart einen Patentantrag für Roboterbienen ein. Seitdem tauchen weltweit immer mehr Projekte über die sogenannten RoboBees auf.

Vorne mit dabei sind zwar die USA, aber auch Forscher und Wissenschaftler aus Europa insbesondere den Niederlanden und China mischen ebenfalls mit. Diese Mini-Roboter und kleine Drohnen sind dafür konzipiert, um die Honigbienen bei der Bestäubung zu unterstützen. Wenn Ihr diesbezüglich etwas tiefer in die Materie einsteigen wollt, dann empfehle ich Euch folgende Beiträge:

Was zeichnet die neuartigen Mini-Roboter aus? Worin liegen die Unterschiede zur „alten“ Generation? Was macht sie so besonders?

Die Mini-Roboter der Generation 2.0 sind weich

Woran denkt Ihr wenn Ihr mit dem Begriff Roboter konfrontiert werdet?

Harte Maschinen. Grosse, unbewegliche Klötze. Seelenlose Objekte, die Arbeitsplätze und damit den Menschen ersetzen sollen. Etc.

Wer von Euch denkt schon an biegsame, kleine und superleichte Mini-Objekte mit denen wir Menschen furchtlos interagieren können, ohne dass sie uns schaden. Die Wenigsten können sich sowas vorstellen und doch ist es einer Gruppe internationaler Forscher etwas außergewöhnlich kompliziertes gelungen.

Zwar gibt es weiche Mini-Roboter seit längerem, aber bis dato hatten diese einen entscheidenden Nachteil weshalb wir in den Fachmagazinen und auch Mainstream-Medien wenige Berichte darüber lesen konnten. Diese konnten ihre Form nur recht träge verändern.

Nun wurde auch dieses Problem geknackt. Wie?

Mit Hilfe von Magnetfelder!

Werden weiche Roboter durch Magnetfelder angeregt, dann können sie sich sehr rasch bewegen.

Das Fachblatt „Nature“ hat vor wenigen Tagen die gesamte Studie veröffentlicht und damit dem weltweiten Publikum Zugriff auf diese vielversprechenden Ergebnisse gewährt.

Bevor ich die Originalquelle mit Euch teile, hier die wichtigsten Erkenntnisse kurz zusammengefasst:

  • Änderung der Zusammensetzung des elektromagnetischen Motors: Anstatt von Kupferdraht und Eisen wurde ein elastischer Werkstoff und Flüssigmetall verwendet.
  • Entwicklung eines neuartigen Biogels das stabil, dehn- und biegbar ist. Dies wiederum lässt sich mit den elektronischen Bauteilen zu einer weichen Maschine bzw. Drohne kombinieren.
  • Einsatz des biegsamen Kunststoffes Polydimethlysiloxan.
  • Beimischung von magnetischen Mikropartikeln.
  • Einsatz eines Magnetfeldes.
  • Die entwickelten Mini-Roboter (sog. Aktuatoren) sind darüber hinaus dünn, leicht und benötigen wenig Energie.
  • Ein weiterer wichtiger Vorteil: Bewegungen können millionenfach wiederholt werden, ohne dass sich die Maschinen verändern.

Der Aha-Effekt der Studie:

Durch die Einwirkung und Veränderung des Magnetfeldes konnten die Wissenschaftler die kleinen Roboter zum Schweben, Schwimmen und sogar Gehen bringen. In einer Simulation bzw. Illustration konnte aufgezeigt werden, wie sich kurzzeitig eine Fliege einfangen lässt, die sich in einer stilisierten Blüte niederlässt.

WISSENSCHAFTLICHE STUDIE

Wang, X., Mao, G., Ge, J., Fassbender, J., Kaltenbrunner, M., Makarov, D. et al: „Untethered and ultrafast soft-bodied robots“. Communications Materials 1, 67 (2020). https://doi.org/10.1038/s43246-020-00067-1

Einsatzgebiete und Co.

In der Landwirtschaft lassen sich die kleinen, weichen Mini-Roboter in vielerlei Hinsicht einsetzen. Als erstes fällt einem die Bestäubungstätigkeit ein, da wir uns ja mit Roboterbienen schon etwas länger beschäftigen. Sicherlich könnten wir diese komplexen Systeme auch beim Aufspüren und bei der Bekämpfung von Schädlingen einsetzen.

Die Fragen die ich mir stelle sind folgende:

Wieviel verkraftet die Natur bzw. wie lange können wir diese Tech-Spielchen treiben, ohne dass wir unserer tollen Flora und Fauna schaden? Kennen wir überhaupt die Grenzen? Wann lässt sich dieser Prozess nicht mehr umkehren?

Ich liebe die Natur über alles und gleichzeitig bin ich ein großer Fan von Technologien, WENN wir Maschinen für GUTES einsetzen!

Roboter können uns (und tun es heute bereits) in der Landwirtschaft sehr wohl fabelhaft unterstützen. Feldroboter und Drohnen helfen uns Schädlinge ausfindig zu machen und teilweise sogar zu bekämpfen, sie lassen uns große Gebiete insb. in der Tierhaltung besser kontrollieren, sie unterstützen uns bei der Bodenbearbeitung und bei der Ernte und vereinfachen die Verarbeitung und Analyse empfindlicher Daten.

Solange wir (Menschen) diese Roboter kontrollieren und sie gezielt einsetzen, um uns zu helfen ein besseres Leben zu leben und gleichzeitig unseren Planeten sauberer zu halten, ist alles super. Sobald es darum geht auf Kosten von Mutter Erde nur noch Profite herauszuschlagen, dann endet milde gesagt meine Sympathie für das Konzept der Roboter.

Wo können denn diese weichen Mini-Roboter denn sonst noch eingesetzt werden?

Durch die Umstellung dieser Mini-Maschinen von „hart“ auf „weich“ eröffnen sich für die Wissenschaftler ganz neue Einsatzbereiche.

In der Medizin könnten diese weichen Winzlinge wahre Wunder erzielen, wie beispielsweise verstopfte Blutbahnen säubern. Keine Stents mehr. Keine gefährlichen OPs. Keine Wunden. Das alles wäre mit dem Einsatz von Mini-Robotern möglich. Die Voraussetzungen in punkto vom menschlichen Körper verträgliche, biologisch abbaubare und gut kontrollierbare Materialien müssten jedoch erst geschaffen werden.

Selbstverständlich lassen sich Mini-Roboter auch in der Automobil-, Luftfahrt- und Schifffahrtindustrie einsetzen. Sie lassen sich im Bereich Supply Chain und Logistik gut einbinden. Je mehr ich darüber nachdenke, umso mehr Einsatzmöglichkeiten fallen mir und sicherlich auch Euch ein.

Wo sonst lassen sich Eurer Meinung nach die weichen Mini-Roboter am ehesten einsetzen?

Bildquelle: TheDigitalArtist / Pixabay.com

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