{"id":11206,"date":"2021-04-28T08:53:48","date_gmt":"2021-04-28T08:53:48","guid":{"rendered":"https:\/\/cyber-valley.de\/news\/baukastensystem-fuer-die-ausgekluegeltsten-roboter\/"},"modified":"2026-07-15T14:44:22","modified_gmt":"2026-07-15T14:44:22","slug":"baukastensystem-fuer-die-ausgekluegeltsten-roboter","status":"publish","type":"news","link":"https:\/\/cyber-valley.de\/de\/news\/baukastensystem-fuer-die-ausgekluegeltsten-roboter\/","title":{"rendered":"Baukastensystem f\u00fcr die ausgekl\u00fcgeltsten Roboter"},"content":{"rendered":"\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Ein Team von Forschenden des Max-Planck-Instituts f\u00fcr Intelligente Systeme (MPI-IS) hat ein System entwickelt, mit dem sie passgenau Baustein f\u00fcr Baustein Miniaturroboter herstellen k\u00f6nnen.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Wie bei einem Lego-System k\u00f6nnen die Wissenschaftler*innen einzelne Komponenten beliebig kombinieren. Die Bausteine oder Voxel \u2013 man k\u00f6nnte sie auch als 3D-Pixel bezeichnen \u2013 bestehen aus unterschiedlichen Materialien: welche, die die Konstruktion halten, bis hin zu magnetischen Komponenten, die die Steuerung der weichen Maschinen erm\u00f6glichen. \u201eMan kann die einzelnen weichen Teile beliebig zusammensetzen, es gibt keine Einschr\u00e4nkung, was man erreichen kann. Jeder Roboter hat so ein individuelles Magnetisierungsprofil\u201c, sagt Jiachen Zhang. Zusammen mit Ziyu Ren und Wenqi Hu ist er Erstautor der Publikation \u201e<a rel=\"noopener\" target=\"_blank\" href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=ANG0Wn5FyO0\">Voxelated three-dimensional miniature magnetic soft machines via multimaterial heterogeneous assembly<\/a>\u201c. Die Arbeit wurde am 28. April 2021 in Science Robotics ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><a target=\"_blank\" class=\"fancybox\" href=\"https:\/\/is.mpg.de\/uploads\/ckeditor\/pictures\/1356\/Feature_Image.png\" rel=\"group noopener\"><img decoding=\"async\" alt=\"A submillimeter small soft machine that can change its shape.\" class=\"img-responsive img-stretch img-thumbnail\" src=\"https:\/\/is.mpg.de\/uploads\/ckeditor\/pictures\/1356\/content_Feature_Image.png\"\/> <\/a><\/p>\n\n\n\n<div class=\"text-muted margin-bottom-20\"><em>A submillimeter small soft machine that can change its shape.<\/em><\/div>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Das Projekt ist das Ergebnis vieler vorangegangener Arbeiten, die in der Abteilung f\u00fcr Physische Intelligenz am MPI-IS durchgef\u00fchrt wurden. Seit vielen Jahren arbeiten die Wissenschaftler*innen dort an kleinen, magnetisch gesteuerten und kabellosen Robotern, die eines Tages in der Medizin eingesetzt werden k\u00f6nnten. Der Ma\u00dfstab reicht von wenigen Millimetern bis hinunter zu einigen Mikrometern. Die bislang von der Abteilung entwickelten hochmodernen Designs haben in Wissenschaftskreisen weltweit Aufmerksamkeit erregt. Dabei waren sie in ihrer Funktionalit\u00e4t eingeschr\u00e4nkt, da sie nur aus einem einzigen Material hergestellt werden konnten.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><a target=\"_blank\" class=\"fancybox\" href=\"https:\/\/is.mpg.de\/uploads\/ckeditor\/pictures\/1352\/Image_2.png\" rel=\"group noopener\"><img decoding=\"async\" alt=\"The heterogeneous assembly approach fabricates a flower-shaped soft machine with complex stiffness distribution and reversible shape-morphing. Three of its petals bloomed first in lower magnetic field strength and the rest three bloomed later as the field strength increased.\" class=\"img-responsive img-stretch img-thumbnail\" src=\"https:\/\/is.mpg.de\/uploads\/ckeditor\/pictures\/1352\/content_Image_2.png\"\/> <\/a><\/p>\n\n\n\n<div class=\"text-muted margin-bottom-20\"><em>The heterogeneous assembly approach fabricates a flower-shaped soft machine with complex stiffness distribution and reversible shape-morphing. Three of its petals bloomed first in lower magnetic field strength and the rest three bloomed later as the field strength increased.<\/em><\/div>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">\u201eM\u00f6chte man weiche Miniaturroboter bauen, dann hat man viele unterschiedliche, oft komplexe Designs. Aufgrund der geringen Gr\u00f6\u00dfe sind die verf\u00fcgbaren Fertigungsm\u00f6glichkeiten sehr begrenzt. Das stellt uns vor gro\u00dfe Herausforderung. Seit Jahren versuchen Forscher*innen, eine innovative Fabrikationsplattform zu entwickeln, die v\u00f6llig neue M\u00f6glichkeiten bietet. Unserem Team ist das nun gelungen. Wir k\u00f6nnen sehr komplexe Konstrukte bauen, die ma\u00dfgeschneidert funktionieren. Unser neues Baukastensystem wird den Weg ebnen f\u00fcr viele neue Roboter, von denen einige m\u00f6glicherweise die minimal-invasiven medizinischen Ger\u00e4te der Zukunft sein werden\u201c, sagt Metin Sitti, der die Abteilung f\u00fcr Physische Intelligenz leitet. Er ist ein Pionier auf dem Gebiet drahtloser medizinischer und bio-inspirierter Miniaturroboter.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">\u201eBisher haben wir die Voxel aus nur einem Material in 3D gedruckt oder gegossen. Das schr\u00e4nkt ihre Funktionalit\u00e4t ein \u2013 was kann schon ein einziges Material?\u201c, sagt Ziyu Ren. \u201eWenn man wie wir mehr Funktionen m\u00f6chten und ein einzigartiges Magnetisierungsprofil, dann geht das nur, wenn man verschiedene Materialien miteinander mischt.\u201c<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">\u201eBisher war das Magnetisierungsprofil eines jeden Roboters gekoppelt an seine Geometrie und damit limitiert. Jetzt haben wir eine Plattform geschaffen, die ein beliebiges Magnetisierungsprofil erm\u00f6glicht. Das ist m\u00f6glich, weil wir mehrere magnetische Teile frei in ein System integrieren k\u00f6nnen\u201c, erg\u00e4nzt Jiachen Zhang.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><a target=\"_blank\" class=\"fancybox\" href=\"https:\/\/is.mpg.de\/uploads\/ckeditor\/pictures\/1353\/Image3.png\" rel=\"group noopener\"><img decoding=\"async\" alt=\"Illustrations of shape-morphing miniature robots fabricated using the heterogeneous assembly platform. Voxels made of multimaterials are freely integrated together to create robots with arbitrary 3D geometries and magnetization profiles.\" class=\"img-responsive img-stretch img-thumbnail\" src=\"https:\/\/is.mpg.de\/uploads\/ckeditor\/pictures\/1353\/content_Image3.png\"\/> <\/a><\/p>\n\n\n\n<div class=\"text-muted margin-bottom-20\"><em>Illustrations of shape-morphing miniature robots fabricated using the heterogeneous assembly platform. Voxels made of multimaterials are freely integrated together to create robots with arbitrary 3D geometries and magnetization profiles.<\/em><\/div>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die neue Bauplattform erm\u00f6glicht viele neue Designs und ist ein wichtiger Meilenstein auf dem Forschungsgebiet der Soft-Robotik. Die Abteilung f\u00fcr Physische Intelligenz hat bereits eine Vielzahl an Robotern entwickelt: von einem krabbelnden und rollenden, von einer Raupe inspirierten Roboter \u00fcber ein spinnenartiges Konstrukt, das hoch springen kann, bis hin zu einem nachgebauten Heuschreckenbein und magnetisch gesteuerten Maschinen, die anmutig wie Quallen schwimmen. Die neue Plattform wird diesen Trend beschleunigen. Sie bietet eine Spielwiese neuer M\u00f6glichkeiten, um noch modernere weiche Miniaturmaschinen zu bauen.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die Forschenden st\u00fctzen jede Konstruktion auf zwei Materialkategorien. Die Basis bildet meistens ein Polymer, das die Matrix zusammenh\u00e4lt. Aber auch andere Arten von weichen Elastomeren kommen hier zum Einsatz, beispielsweise biokompatible Materialien wie Gelatine. Die zweite Kategorie umfasst Materialien, in die magnetische Mikro- oder Nanopartikel eingebettet sind. So wird der Roboter steuerbar, da er auf ein Magnetfeld reagiert.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><a target=\"_blank\" class=\"fancybox\" href=\"https:\/\/is.mpg.de\/uploads\/ckeditor\/pictures\/1354\/Assembly_image.jpg\" rel=\"group noopener\"><img decoding=\"async\" alt=\"A heterogeneous assembly platform fabricates multimaterial shape-morphing miniature robots.\" class=\"img-responsive img-stretch img-thumbnail\" src=\"https:\/\/is.mpg.de\/uploads\/ckeditor\/pictures\/1354\/content_Assembly_image.jpg\"\/> <\/a><\/p>\n\n\n\n<div class=\"text-muted margin-bottom-20\"><em>A heterogeneous assembly platform fabricates multimaterial shape-morphing miniature robots.<\/em><\/div>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die Voxel werden zu Tausenden in einem Schritt hergestellt. Als w\u00fcrde man Teig in einer Muffin-Backform verteilen, kreieren die Wissenschaftler die einzelnen Bl\u00f6cke mit winzigen Gussformen. Jeder Block ist dabei in etwa 100 Mikrometer klein. Zusammengebaut werden sie von Hand unter dem Mikroskop, denn das automatisierte Zusammensetzen der Partikel ist noch zu komplex. W\u00e4hrend die Forscher vor dem Bau jedes Roboters die Form und Funktionalit\u00e4t simulierten, gingen sie bei der Konstruktion nach dem Trial-and-Error Prinzip vor, bis sie mit dem Ergebnis zufrieden waren. Letztendlich strebt das Team jedoch an, die Herstellung zu automatisieren \u2013 nur dann k\u00f6nnen sie die Skaleneffekte nutzen, sollten sie die Roboter eines Tages kommerzialisieren. \u201eBei unserer zuk\u00fcnftigen Arbeit wird die automatisierte Fertigung einen hohen Stellenwert einnehmen\u201c, sagt Jiachen Zhang. \u201eWas unsere heutigen Roboterdesigns angeht, verlassen wir uns auf unsere Intuition, die auf langj\u00e4hriger Erfahrung mit verschiedenen Materialien und weichen Robotern basiert.\u201c<\/p>\n","protected":false},"featured_media":11537,"parent":0,"template":"","meta":{"_acf_changed":false},"cv-tag":[],"location":[],"network-role":[],"news-category":[362],"user-group":[245],"class_list":["post-11206","news","type-news","status-publish","has-post-thumbnail","hentry","news-category-press-release","user-group-researcher"],"acf":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v28.7 - https:\/\/yoast.com\/product\/yoast-seo-wordpress\/ -->\n<title>Baukastensystem f\u00fcr die ausgekl\u00fcgeltsten Roboter - Cyber Valley<\/title>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/cyber-valley.de\/de\/news\/baukastensystem-fuer-die-ausgekluegeltsten-roboter\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"de_DE\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"Baukastensystem f\u00fcr die ausgekl\u00fcgeltsten Roboter - Cyber Valley\" \/>\n<meta property=\"og:description\" content=\"Ein Team von Forschenden des Max-Planck-Instituts f\u00fcr Intelligente Systeme (MPI-IS) hat ein System entwickelt, mit dem sie passgenau Baustein f\u00fcr Baustein Miniaturroboter herstellen k\u00f6nnen. 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