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Roboter : Eine winzige Raupe aus Silizium

  • Aktualisiert am

Kann sich bewegen: Silizium-„Raupe” Bild: Dartmouth College

Ein nur 250 Mikrometer großes „Maschinchen“ mit erstaunlichen Fähigkeiten haben amerikanische Forscher entwickelt. Es kann sich, ohne daß Kabel oder Führungsschienen notwendig sind, auf einer ebenen Unterlage frei umherbewegen.

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          Der auf dem Bild sichtbare, 250 Mikrometer lange, etwas seltsam anmutende Gegenstand hat erstaunliche Fähigkeiten. Er kann sich, ohne daß Kabel oder Führungsschienen notwendig sind, auf einer ebenen Unterlage frei umherbewegen.

          Dabei kriecht das zehn Mikrometer dicke und 60 Mikrometer breite Gefährt, das Forscher vom Dartmouth College in Hanover (New Hampshire) entwickelt haben, wie eine Raupe vorwärts. Zur Fortbewegung dient ein spezieller Aktuator. Dieser besteht im wesentlichen aus einem dünnen Siliziumplättchen, dessen eine Seite abgewinkelt ist. Liegt eine elektrische Spannung an, wird das Plättchen in Richtung Unterlage gezogen, wodurch es sich verbiegt. Wirken keine elektrostatischen Kräfte mehr, entspannt sich das Plättchen und das Vehikel rutscht ein Stück weiter.

          Beachtliche Geschwindigkeit

          Bei jedem Schritt werden zwar nur maximal zwölf Nanometer zurückgelegt, in der Sekunde kommt das „Maschinchen“ aber immerhin etwa 200 Mikrometer weit. Zum Wenden streckt sich - ebenfalls angetrieben von einer elektrischen Spannung - der leicht nach oben gebogene Siliziumarm, bis er die Oberfläche berührt. Dadurch wächst die Reibung an einem Punkt so stark an, daß das Vehikel bei laufendem Antrieb automatisch dreht.

          Die nötigen Energie und die elektrischen Signale zur Steuerung des Aktuators und des Siliziumarms erhält das winzige Gefährt von den unzähligen Elektroden der 6,25 Quadratmillimeter großen Unterlage. So können die Forscher über Spannungspulse bestimmen, ob der Winzling geradeaus oder um die Kurve krabbeln soll. Mögliche Anwendungen sehen Bruce Donald und seine Kollegen in der Biotechnologie. Hier könnten solch kleine Automaten Zellen und Gewebestücke bearbeiten und manipulieren. Auch für die Reparatur oder zur Prüfung integrierter Schaltkreise seien sie geeignet. Die Forscher sind überzeugt, daß ihrer Entwicklung bald weitere wesentlich kleinere Maschinen folgen werden.

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