Onderzoekers van Penn State hebben een kleine, zachte robot ontwikkeld die zich door nauwe ruimtes kan bewegen. De robot, beschreven in het wetenschappelijke tijdschrift Nano-Micro Letters, combineert flexibele elektronica met magnetisch aangestuurde beweging en zou in de toekomst kunnen worden ingezet bij rampenbestrijding of medische toepassingen.
In tegenstelling tot traditionele, stijve robots is dit systeem gemaakt van zacht materiaal dat de bewegingen van levende organismen nabootst. Daardoor kan de robot zich door complexe of moeilijk toegankelijke omgevingen manoeuvreren, zoals ingestorte gebouwen of het menselijke lichaam. Een van de grootste technische uitdagingen was het integreren van elektronische componenten zonder de flexibiliteit van de robot aan te tasten. Dat is opgelost door de elektronica gelijkmatig over de structuur te verdelen, zodat de bewegingsvrijheid behouden blijft.
De robot beweegt dankzij harde magnetische materialen die in het zachte lichaam zijn verwerkt. Door de richting en sterkte van externe magnetische velden aan te passen, kunnen onderzoekers de robot laten buigen, draaien of kruipen—zonder dat er draden of een interne stroombron nodig zijn. Hierdoor is er minder menselijke sturing nodig en kan de robot zich beter aanpassen aan verschillende omstandigheden.
Dankzij geïntegreerde sensoren kan de robot zelfstandig reageren op signalen uit de omgeving, zoals warmte, druk of zuurgraad. Dit maakt toepassingen mogelijk zoals het opsporen van slachtoffers in puin of het nauwkeurig toedienen van medicijnen in het lichaam. Tijdens de ontwikkeling werd ook aandacht besteed aan het verminderen van elektromagnetische storingen, die anders de werking van de sensoren of besturing konden verstoren.
Het team werkt inmiddels aan verdere miniaturisatie van het systeem, met als doel een soort “robotpil” te ontwikkelen voor medische diagnostiek en behandeling. Zo’n pil zou een minder ingrijpend alternatief kunnen zijn voor procedures zoals een biopsie, door inwendige gegevens te verzamelen of medicijnen precies op de juiste plek af te leveren.
Het onderzoek werd uitgevoerd door wetenschappers van Penn State, de KU-KIST Graduate School of Converging Science and Technology van Korea University, en het Semiconductor R&D Center van Samsung Electronics.
Foto credit: Jennifer M. McCann/Penn State
