Bozen – Es klingt wie Zukunftsmusik. Weiche, intelligente und autonome Mikroroboter können ohne Skalpell und chirurgische Eingriffe in den menschlichen Körper gelangen. So können sie von innen an Organe und Körperteile gelangen, um Medikamente wie Chemotherapeutika präzise und in minimalen Dosen zu verabreichen oder Operationen und Biopsien durchzuführen. Theoretisch können sie auch das Innere von Maschinen inspizieren, und zwar auf engstem Raum, der für Menschen oder Endoskope nur schwer zugänglich ist.
Solche Mikroroboter wurden von einem Forschungsteam der Fakultät für Ingenieurwesen der Freien Universität Bozen unter der Leitung von Prof. Niko Münzenrieder mit Unterstützung von Giuseppe Cantarella von der Universität Modena e Reggio Emilia sowie dem Team des „Multi-Scale Robotics Lab“ der ETH Zürich unter der Leitung von Prof. Bradley Nelson entwickelt, heißt es in einer Aussendung von unibz. Das im Februar 2021 gestartete Forschungsprojekt ist nun abgeschlossen.
Die Mikroroboter fahren im Blut
Das internationale Projekt mit dem Namen „Flexibots“ wurde vom Schweizerischen Nationalfonds und der Autonomen Provinz Bozen gefördert. Es vereint das technische Fachwissen des Labors für flexible Elektronik an der unibz in der Entwicklung und Herstellung kaum wahrnehmbarer Elektronik mit dem Know-how des Schweizer Teams in der Miniaturisierung von Robotern, die in der Lage sind, sich in komplexen Mikro-Umgebungen zu bewegen, schreibt die unibz.
Die von den Südtiroler und Schweizer Forschenden entwickelten Mikroroboter sind weich, flexibel, biokompatibel, rekonfigurierbar und drahtlos. Sie können auf Umweltreize reagieren, Informationen verarbeiten und kabellos kommunizieren. Diese winzigen Geräte können sich problemlos in Flüssigkeiten wie Blut bewegen. In einigen Fällen sind sie auch biologisch abbaubar, d.h. sie können in den menschlichen Körper eingeführt werden, ihre Aufgabe erfüllen und sich dann in den Körperflüssigkeiten auflösen.
Die Dünnschichtkomponenten der unibz
Da herkömmliche elektronische Komponenten zu groß für diese Mikroroboter sind, hat das unibz-Team elektronische Dünnschichtkomponenten direkt in die Roboter integriert. Sie werden im Labor für flexible Elektronik an der Fakultät für Ingenieurwesen der unibz im Noi Techpark hergestellt, charakterisiert und auf halbfertigen Mikrorobotern installiert. Anschließend werden die Roboter an der ETH Zürich fertiggestellt.
„Dieses Projekt ist ein klares Beispiel für die Strategie der Fakultät für Ingenieurwesen, Technologien zu entwickeln, die zur Verbesserung der Lebensqualität, der Sicherheit und der Gesundheit von Nutzer:innen und Betreiber:innen beitragen“, erklärt der Dekan der Fakultät für Ingenieurwesen, Prof. Andrea Gasparella.
