Een team van onderzoekers van de Universiteit Twente heeft een doorbraak bereikt in de wereld van de microrobotica. Ze slaagden erin om twee magnetische microrobots te laten samenwerken om kleine kubussen op te pakken, te verplaatsen en in elkaar te zetten in een driedimensionale omgeving. Dit opent nieuwe mogelijkheden voor biomedische toepassingen, zoals het uitvoeren van operaties in moeilijk bereikbare delen van het lichaam.
Microrobots als een magische truc
De microrobots die de onderzoekers gebruikten zijn slechts één millimeter groot en hebben de vorm van een cilinder. Ze zijn gemaakt van magnetisch materiaal, waardoor ze kunnen worden bestuurd met een extern magnetisch veld. Het bijzondere aan deze microrobots is dat ze niet alleen individueel kunnen bewegen, maar ook kunnen samenwerken om complexe taken uit te voeren.
“Stel je voor dat je ergens in je lichaam een operatie nodig hebt, maar het deel onmogelijk is te bereiken voor een chirurg. In de toekomst opereren een paar robots die kleiner zijn dan een zoutkorrel misschien wel je lichaam. Deze microrobots werken dan samen om allerlei complexe taken uit te voeren. Het is bijna magie”, zegt Franco Piñan Basualdo, auteur van de publicatie.
Een mini-zon bouwen met microrobots
Om te demonstreren wat de microrobots kunnen doen, lieten de onderzoekers ze kleine kubussen oppakken, verplaatsen en stapelen in een driedimensionale omgeving. De kubussen waren gemaakt van fluorescerend materiaal, waardoor ze oplichtten onder ultraviolet licht. Door de kubussen op elkaar te stapelen, creëerden de microrobots een soort mini-zon die fel schitterde in het donker.
De onderzoekers maakten ook een video van hun experiment, waarin te zien is hoe de microrobots de kubussen manipuleren met behulp van een op maat gemaakte controller. De controller maakt gebruik van algoritmes om de individuele bewegingen en interacties van de microrobots te coördineren. De video is online te bekijken.
Biomedische toepassingen voor microrobots
De microrobots zijn biocompatibel, wat betekent dat ze geen schadelijke reacties veroorzaken in het menselijk lichaam. Ze kunnen worden bestuurd in moeilijk bereikbare en zelfs afgesloten omgevingen, zoals bloedvaten of organen. Dit maakt ze veelbelovend voor biomedische studies en toepassingen.
“We kunnen biomedische monsters op afstand manipuleren zonder ze te besmetten. Dit kan bestaande procedures verbeteren en de deur openen naar nieuwe”, zegt Piñan Basualdo.
Het onderzoek werd uitgevoerd in het kader van het Europese RĔGO project, dat gericht is op de ontwikkeling van een innovatieve set AI-gestuurde, microgrote, ongebonden, stimuli-responsieve zwermen robots. Het project heeft als doel om nieuwe manieren te vinden om micro- en nanoschaal materialen en structuren te creëren en te controleren.
Het onderzoek werd gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Advanced Intelligent Systems. De publicatie is open-access en kan online worden gelezen.
