Wie ist der Stand in Sachen Nanorobotics?


Normalerweise werden hier im Blog Softwarefragen thematisiert, ganz besonders und häufig die Programmierung von intelligenten Robotern. Darum soll es heute einmal nicht gehen, sondern heute steht die Hardware im Mittelpunkt. Wie weit ist die Technik schon, und vor allem wie klein lassen sich Roboter bauen? In den Medien relativ ausführlich wurde der Nanoroboter aus dem Jahr 2004 thematisiert, der an der ETH-Zürich entwickelt wurde und mittels Magnetfeld in einem Auge gesteuert wird. Es handelt sich dabei um keinen echten Nanoroboter sondern es ist eine ferngesteuerte Pipette. Man kann damit schon viel machen, aber noch nicht genug. Interessant wird es, wenn man den Antrieb und die Sensorik in den Roboter selbst verbaut. Wie das konkret geht verrät http://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=37541.php Darin wird 3D Printing auf Nanoebene vorgestellt. Die Idee lautet, dass man Lithium Ionen Batterien, Getriebe, Motoren und Fahrgestellt ausdruckt. Ergänzend kommt auch ein Laser-Strahl zum Einsatz um Material abzuschleifen. Laut Wikipedia https://en.wikipedia.org/wiki/Nanorobotics#cite_ref-60 lassen sich damit Roboter in der Größenordnung von kleiner als 100 nm herstellen. Das ist 1% der Dicke eines Haares.

Um die Sache auf die nächste Stufe zu bringen braucht es eine Zwischenlösung. Genauer gesagt, einen Nanoroboter der sich zunächst einmal mittels Joystick steuern lässt. Wo also lediglich die Hardware bereitgestellt wird und ein Human-Operator die undankbare Aufgabe hat mit einem simplen Bedienpult komplexe Operationen auszuführen. Wenn so eine Manipuluationsstation einsatzbereit ist, kann man sich daran machen, den Automatisierungsgrad zu erhöhen, also Software zu entwickeln um die Roboter mittels Künstlicher Intelligenz zu steuern. Der einzige mir bekannte Wettbewerb wo sowas durchgeführt wird ist die Mobile Microrobotics Challange. Dort ist der Maßstab etwas größer, rund 750 Mikrometer http://robohub.org/robots-podcast-mobile-microrobotics-challenge/ um genau zu sein. Exkurs:

1 Millimeter = 1000 Mikrometer = 1 Million Nanometer

Das wichtigste Bauteil bei solchen Unternehmungen ist nicht etwa der Roboter sondern das Mikroskop. Also jenes Gerät wodurch letztlich die Schiedsrichter sehen können, wer gewonnen hat. Theoretisch lässt sich die Mirorobotics Challange auch ohne Roboter spielen (wenn man schummelt), aber nicht ohne Mikroskop. Man könnte beispielsweise einen Magneten drunterhalten und wenn keiner sieht so den Roboter ins Ziel bringen.

Hier wird vielleicht auch klar, wie der Weg zu medizinischen Nanorobotern verläuft. Zuerst muss man ein Mikroskop erfinden was man in den Körper einführen kann. Es sollte klein und biegsam sein und ein Bild auf den Monitor bringen. Dann kann man sich überlegen welche nanoroboter man einsetzen möchte. Entweder vollautonome Systeme mit eigenem Motor und eigener Stromversorgung oder doch eher die altbewährte Technologie von der ETH-Zürich die über externe Magneten gesteuert wird.

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