Kijk hoe zwermen magnetische robotjes zware objecten tillen, een verstopt bloedvat ‘ontstoppen’ en zichzelf een voor een door de lucht gooien.

Samen sterk. Dat credo geldt absoluut voor mieren. Zo kunnen ze door samen te werken een compleet chippie naar hun nest brengen of een drijvend vlot vormen om zo een overstroming te overleven. Onderzoekers van de Zuid-Koreaanse Hanyang University hebben dit nu nagebootst met zwermen micro-robots en publiceerden erover in het vaktijdschrift Device.

Lees ook:

• Verbeterde kankerbehandeling: microrobots leveren medicijnen aan longtumoren
• Nieuw: ’s werelds kleinste op afstand bestuurbare robot
• Medische microbots vormen zich naar omgeving

Als één organisme

Dat zwermvorming heel wat voordelen biedt als je klein bent, is wel duidelijk. Zo kun je met honderden tegelijk makkelijk een bepaalde vorm aannemen en daarmee als één organisme op ontelbaar veel manieren bewegen. En gaat een aantal individuen de mist in, dan zijn er nog genoeg anderen om de taak alsnog te volbrengen.

Wetenschappers hebben al langer plannen om zwermen micro-robots in uitdagende omgevingen ingewikkelde taken te laten uitvoeren. Denk bijvoorbeeld het verhelpen van een verstopt bloedvat of het brengen van een medicijn naar de juiste plaats in het lichaam.

Magnetische kubusjes

De focus van dit soort onderzoek lag tot nu toe op ronde bots. Maar Jeong Jae Wie en collega’s besloten in plaats daarvan kubusvormige micro-robots te maken. Deze blokjes ondervinden door hun grotere oppervlak een veel sterkere onderlinge aantrekkingskracht.

Elke robot is 600 micrometer groot en bestaat uit epoxy-polymeren. Dat zijn molecuulketens van ringen die onderling zijn verbonden door koolstof- en zuurstofatomen. Op de buitenkant hebben Wie en zijn team een laagje gemengd magnetisch neodynium, ijzer en boor gelegd.

De kubusjes reageren op een magnetisch veld, opgewekt door twee roterende magneten, die de onderzoekers erop toepassen. Door te spelen met de hoek waarin die magneten hun kracht uitoefenen, konden ze de zwermen micro-robots zichzelf laten opstellen.

Gooien, tillen, ontstoppen

De onderzoeker lieten zwermen van microbots verschillende taken uitvoeren. Een zwerm beklom bijvoorbeeld een object die enkele malen hoger was dan de lengte van één individuele bot. De robots konden zichzelf ook één voor één over zo’n obstakel heen gooien. Een andere zwerm tilde en rolde objecten vele malen groter en zwaarder dan een enkele micro-robot. Je ziet het allemaal hier:

Dankzij draai- en sleepbewegingen konden zwermen micro-robots ook kleine organismen, zoals mieren, kevers en rupsen, een bepaalde kant op laten gaan. Dat is te zien in het volgende filmpje:

Ten slotte volgde een demonstratie van hoe een zwerm mini-bots in het menselijk lichaam zouden kunnen werken. Door de kracht van velen, was de groep onder meer in staat een nagebootste bloedvatverstopping te verhelpen:

Meer autonomie nodig

Dat ziet er allemaal goed uit en de toepassingen klinken veelbelovend. Maar de zwermen hebben nog wel magnetische sturing van buitenaf nodig. Om ze echt real life klusjes te laten opknappen, moeten ze nog wel autonomer worden. En dat is waar Wie en zijn team zich nu op willen gaan richten.

Bronnen: Device, Cell Press via EurekAlert!

Beeld: Device/Yang and Won et al.

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!