Voor het eerst is het onderzoekers van de Universiteit Twente gelukt om magnetische microrobots samen enkele blokjes te laten verplaatsen in elke gewenste richting in een driedimensionale ruimte. Op den duur kan dit handig zijn als hulp bij medische ingrepen.

 

‘Pak jij hem voor? Dan neem ik hem achter. Bij drie we gaan tillen. Eén.. twee.. nu!’ Voor wie geen grote grijpmachine heeft of niet genoeg ruimte om deze te gebruiken, is samen tillen de enige manier om grote of zware objecten te verplaatsen.

In het klein geldt in feite hetzelfde. Bij het bouwen van piepkleine apparatuur bijvoorbeeld, of bij het uitvoeren van een operatie ergens in het lichaam. Vaak is er dan weinig ruimte om met grijpinstrumenten aan de slag te kunnen, en zou het handig zijn om twee of meer minuscule robotjes te hebben die samen dingen kunnen tillen en verplaatsen.     

 

Van voor naar achter

Deze minirobotjes bestaan sinds kort daadwerkelijk. Onderzoekers van het Surgical Robotics Laboratory van de Universiteit Twente slaagden er dit jaar in om voor het eerst twee microrobots te laten samenwerken om objecten te pakken, omhoog te tillen, in elke gewenste richting te verplaatsen en in elkaar te zetten. Uniek hierbij was dat de verplaatsing echt in drie dimensies plaatsvond: dus niet alleen omhoog, omlaag en opzij, maar ook van voor naar achter en andersom.

Vorige maand publiceerden de onderzoekers dit resultaat in het wetenschappelijke tijdschrift Advanced Intelligent Systems.

 

Magnetisch

De betreffende robots zijn in feite niks anders dan roestvrij stalen balletjes van een millimeter groot, die samen iets tussen zich in kunnen klemmen en er dan mee op pad kunnen gaan. Ze worden bestuurd door negen elektromagnetische spoelen, die om hun werkruimte heen staan. Hiermee kan een magneetveld worden opgewekt van elke gewenste sterkte en richting.

‘Zo’n magneetveld is niet overal in de ruimte hetzelfde’, vertelt onderzoeker Franco Piñan Basualdo van de Universiteit Twente, die hoofdauteur is van het wetenschappelijke artikel. ‘Hierdoor kunnen beide balletjes, als ze tenminste ver genoeg uit elkaar zijn, elk in een andere richting worden gestuurd.’

 

Truc

Zodra de magnetische balletjes wél dicht bij elkaar komen, trekken ze elkaar aan en gaan zich vervolgens samen als één object bewegen. Maar dat is juist de truc, legt Piñan Basualdo uit: als het te tillen voorwerp op het moment van aantrekken tussen de balletjes in zit, wordt het op deze manier vastgeklemd, en kan het door de balletjes samen naar de gewenste plek worden gebracht.

 

Toekomst

Tot nu toe bestonden de experimenten uit het verplaatsen van heel kleine plastic blokjes, en het in elkaar zetten en laten draaien van een simpel tandwielapparaat – zoals onderstaand filmpje laat zien.

In de toekomst willen de onderzoekers de robots vooral voor biomedische studies en toepassingen gebruiken, zoals ze vertellen in een nieuwsbericht op de website van de Universiteit Twente. 

De microrobots zijn biocompatibel, ze veroorzaken geen schadelijke reacties in het menselijk lichaam. ‘Hiermee kunnen we biomedische monsters op afstand manipuleren zonder ze te besmetten’, zegt Piñan Basualdo.’Dat kan bestaande procedures verbeteren, en de deur openen naar nieuwe toepassingen.'

 

 

Openingsbeeld: Franco Piñan Basualdo, Universiteit Twente