Wetenschappers van de Hanyang-universiteit in Zuid-Korea hebben deze robots ontwikkeld die zichzelf voort kunnen bewegen of obstakels kunnen beklimmen die vijf keer zo hoog zijn als zijzelf
In een laboratorium in Seoel heeft zich op microscopisch niveau iets buitengewoons voorgedaan. Een zwerm minuscule kubusvormige robots – elk kleiner dan een speldenknop – komt met chirurgische precisie samen om voorwerpen te verplaatsen die honderden keren groter zijn dan zijzelf. Op het eerste gezicht lijkt het sciencefiction. Maar dat is het niet.
Als een onzichtbaar leger kan de zwerm objecten slepen die 350 keer zwaarder zijn dan een enkele robot. Ze vormen vlotten op het water om capsules te vervoeren die 2000 keer zwaarder zijn, en klimmen over obstakels die vijf keer zo hoog zijn als zijzelf. Ze kunnen zelfs simulaties van verstopte slagaders schoonmaken. Bovendien kunnen ze zichzelf repareren, voortbewegen en organismen begeleiden. “Hun aanpassingsvermogen en coördinatie waren hoger dan we hadden verwacht”, verklaarde Jeon Jae Wi, hoofdauteur van de studie, aan de media.
Wetenschappers van de Hanyang-universiteit in Zuid-Korea hebben een zwerm magnetische microrobots ontwikkeld die objecten op gecoördineerde wijze kunnen verplaatsen en manipuleren, waarbij ze collectief gedrag uit de natuur nabootsen. Ze doen dit zonder kabels, zonder batterijen en zonder direct fysiek contact met elkaar. De studie, gepubliceerd in ‘Device’, beschrijft dat het is geïnspireerd op de manier waarop mieren voedsel zoeken door middel van chemische communicatie met behulp van feromoon sporen en voedsel vervoeren door autonome samenwerking.
Kracht in eenheid: wanneer het kleine krachtig wordt
De robots zijn slechts 600 micrometer hoog – kleiner dan een broodkruimel – en zijn gemaakt van epoxy en magnetische deeltjes van neodymium, ijzer en boor (NdFeB). Wanneer ze worden blootgesteld aan een roterend magnetisch veld dat wordt gegenereerd door twee externe magneten, komen ze tot leven.
“We zagen de zwerm flexibele structuren vormen die objecten konden omringen, zich konden opsplitsen, hergroeperen en zelfs zweven. Het is een zeer efficiënt collectief gedrag dat we tot nu toe alleen in biologische systemen hadden gezien.”
Een revolutie voor de geneeskunde, in miniatuur
De langetermijnvisie van het team is ambitieus: deze zwermen gebruiken voor minimaal invasieve medische behandelingen, zoals het afgeven van medicijnen in verstopte slagaders of op ontoegankelijke plaatsen in het menselijk lichaam.
Maar er zijn nog hindernissen. Op dit moment zijn de microrobots volledig afhankelijk van een extern magnetisch veld om zich te verplaatsen. Ze hebben geen sensoren en kunnen geen autonome beslissingen nemen. Ze zijn gehoorzaam, maar blind. Daarom zullen de volgende stappen van het project gericht zijn op het vergroten van hun autonomie: ze in staat stellen hun omgeving waar te nemen, in realtime te reageren en hun trajecten aan te passen zonder menselijke tussenkomst.
De toekomst is collectief
Zwermenrobots zijn al jaren een experimenteel gebied, met eerdere studies gericht op bolvormige robots die met elkaar in verbinding staan. Maar de kubusvormige aanpak van Hanyang biedt een groter magnetisch aantrekkingsoppervlak en een goedkopere methode voor massaproductie, dankzij gestandaardiseerde mallen en magnetisatie ter plaatse.
Elke robot kan zijn magnetische patroon aanpassen aan de magnetisatiehoek, waardoor variabele configuraties en adaptieve functies mogelijk zijn. Dat betekent dat dezelfde zwerm zich naar behoefte over land of water kan verplaatsen of zich aan gebogen oppervlakken kan hechten.
Wat de toekomst brengt: intelligente, stille en onzichtbare zwermen
Hoewel ze eruitzien als futuristisch speelgoed, wijzen zwermen van microrobots op een nieuw technologisch paradigma: gedecentraliseerde, collaboratieve systemen die bijna onzichtbaar zijn voor het menselijk oog. Hun potentieel reikt van precisiegeneeskunde tot het reinigen van industriële systemen en het vervoeren van biologische monsters in extreme omgevingen.
Net als de mieren die hen inspireerden, ligt hun kracht niet in hun grootte, maar in hun perfecte samenwerking. En hoewel ze voorlopig nog een externe gids nodig hebben, is de dag dat ze zelfstandig kunnen bewegen misschien niet zo ver meer.
