Kruipend kunststof als veelzijdige minirobot

Ze hebben wel wat weg van minuscule huppelende zwarte matrasjes en ze zijn slechts anderhalf bij vier millimeter groot. Als vreemde levende wezentjes kruipen ze behendig door een buisje, springen over een obstakel, lopen naar een object, krullen eromheen en rollen ermee weg.

Deze ‘wezentjes’ zijn morsdood, maar worden tot leven gewekt met een magneetveld van Duitse wetenschappers van het Max Planck Institute for Intelligent Systems in Stuttgart. Zo functioneren ze als kleine robotjes. Door de sterkte en de richting van het magneetveld aan te passen, laten de onderzoekers zien dat ze controle hebben over de robotjes, die gemaakt zijn van een rubberachtig flexibel materiaal.

Volgens de wetenschappers kunnen hun zachte robots straks misschien wel ingezet worden voor ‘onderhoud’ in het lichaam, het doen van minuscule operaties of het afleveren van medicijnen. Het onderzoek is deze week in het wetenschappelijke tijdschrift Nature gepubliceerd.

Kruipen als een rups, zwemmen als een kwal

De zorgvuldige choreografie is mogelijk door relatief zwakke magneetvelden waaraan Wenqi Hu en zijn collega-onderzoekers de robots blootstellen. Een veldsterkte van vijf tot pakweg twintig microtesla, in de orde van grootte van een koelkastmagneet, is genoeg om de robots te laten lopen als een rups, kronkelen als een slang of zwemmen als een kwal.

Overvelde ziet het best voor zich dat je dergelijke robotjes – als ze klein genoeg zijn – kunt inzetten in het lichaam om bijvoorbeeld iets af te leveren. “Het is wel de vraag met welke precisie je zo’n proces kan controleren,” zegt hij, “het is zachte robotica en in een complexe omgeving is het lastig voorspellen wat er gebeurt. Maar misschien hoeft het ook niet zo heel precies te zijn, om functioneel te zijn.”

De wetenschappers uit Duitsland willen hun robots nu testen op verschillende complexe oppervlaktes en in vloeistoffen. Verder willen ze de robots nog kleiner maken – kleiner dan een millimeter – om hun potentie in medische toepassingen te bepalen. Dat zal ongetwijfeld weer nieuwe uitdagingen opleveren. “Robotische systemen die wij ontwikkelen zijn veel groter, maar over het algemeen kun je er niet vanuit gaan dat een systeem nog steeds even goed werkt als je het sterk miniaturiseert”, zegt Overvelde. “Het krachtenspel in een vloeistof is op iedere schaal weer volledig anders.”