Künstlicher Wurm mit Temperaturantrieb

Dabei ist nicht nur die Form und das Aussehen ungewöhnlich, sondern auch der Antrieb des „Gelatinous robots“ oder „Gelbots“. Der erfolgt nämlich alleine durch Temperaturänderungen. Kabel oder eine externe Stromversorgung gibt es nicht.

Gel in Bewegung

„Die Fortbewegung der Gelwürmer beruht ausschließlich auf dem Quellen und Schrumpfen von Gel“, unterstreicht David Gracias, Professor für chemische und biomolekulare Technik an der Johns Hopkins University. „Unsere Studie zeigt, wie man durch die Manipulation der Form, Abmessungen und Musterung von Gelen die Morphologie so beeinflussen kann, dass sie eine Art Intelligenz für die Fortbewegung verkörpert". Dafür braucht es lediglich Temperaturänderungen im Bereich von 30 bis 60 Grad Celsius.

Zwei Gele im Teamwork

Dass sich die Gelroboter winden wie Würmer liegt daran, dass sie aus zwei verschiedenen Gelen bestehen, die auf die Temperaturänderungen unterschiedlich reagieren. Dieses perfekt abgestimmte Zusammenspiel sorgt für die Bewegungen der Würmer. Gele auf Wasserbasis, die sich wie Gummibärchen anfühlen, sind ein vielversprechendes Material für die Soft-Robotik. Forscher haben bereits gezeigt, dass solche Gele zur Schaffung intelligenter Strukturen verwendet werden können. Das Johns-Hopkins-Team hat nun aber zum ersten Mal demonstriert, wie das Quellen und Schrumpfen von Gelen manipuliert werden kann, um Roboter zu bewegen.

Würmer aus dem 3D-Drucker

„Entstanden sind die Gelbots durch 3D-Druck. Sie könnten also auch in großer Menge produziert werden“, so Forschungsleiter Gracias. Er sieht eine Reihe praktischer Anwendungen für die Zukunft, wie etwa die Bewegung auf Oberflächen im menschlichen Körper, um gezielt Medikamente zu verabreichen oder Roboter, die in Meeren eingesetzt werden. Dafür möchte er die Gelbots zum Beispiel darauf „trainieren“, als Reaktion auf Veränderungen menschlicher Biomarker und biochemischer Stoffe zu krabbeln. Zudem würde er gerne Kameras und Sensoren in ihre Körper einbauen.

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(Quelle: Johns Hopkins University / Hub Biomolecular Engineering, Dezember 2022)