Abgesehen von beeindruckender Robotik-Technologie und einem synthetischen österreichischen Akzent: Was ist die wichtigste Komponente für den Bau eines echten Cyborgs im Terminator-Stil? Natürlich künstliche Muskeln! Darauf haben Wissenschaftler der schwedischen Universität Linköping mit einem faszinierenden neuen Forschungsprojekt hingearbeitet. Naja, so ungefähr.
Technologie verbessert unser Leben jeden Tag auf eine Million Arten, die über die bloße Vereinfachung der Dinge hinausgehen. Hier sind die Unternehmen und Menschen kämpfen, um etwas zu bewirken.
Wir haben bereits einige davon behandelt innovative künstliche Muskeln. Was dieses neueste Projekt jedoch innovativ macht, ist die Tatsache, dass es die Grenze zwischen lebendem Organismus und Roboter verwischt. Dies geschieht, indem es mit Glukose und Sauerstoff betrieben wird, genau wie echte biologische Muskeln im menschlichen Körper. Das bedeutet im Wesentlichen, dass keine Batterien erforderlich sind. Damit könnten eines Tages implantierbare „Muskeln“ geschaffen werden, die durch Biomoleküle in ihrer Umgebung angetrieben werden.
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„Obwohl künstliche Muskeln schon seit vielen Jahren demonstriert werden und unterschiedliche physikalische Prinzipien nutzen, um die Aktuatoren anzutreiben, Dies ist das erste Mal, dass solche Aktuatoren direkt von Glukose und Sauerstoff angetrieben werden, was sie denen von Säugetieren viel ähnlicher macht Muskeln“, Edwin Jäger, Dozent für Sensor- und Aktuatorsysteme an der Universität Linköping, sagte gegenüber Digital Trends.
Der künstliche Muskel wird formeller als „Polymer-Aktuator“ beschrieben. Es besteht aus drei Schichten, wobei eine dünne Membran zwischen zwei Schichten aus elektroaktivem Polymer liegt. Das Material auf einer Seite der Membran lädt sich positiv auf und stößt Ionen aus, wodurch die Membran schrumpft. Dabei nimmt das Material auf der anderen Seite eine negative elektrische Ladung auf und nimmt Ionen auf, wodurch es sich ausdehnt. Dadurch biegt sich der Aktuator in eine Richtung, ähnlich wie biologische Muskeln sich zusammenziehen.
Obwohl es dieses ungefähre Design schon seit einiger Zeit gibt, beeindruckt diese neueste Demonstration vor allem durch die Tatsache, dass für den Betrieb keine Spannungsquelle erforderlich ist. Der Antrieb erfolgt vollständig durch Eintauchen des Aktuators in eine Lösung aus Glukose in Wasser.
„Wir sehen vor allem zwei Anwendungsbereiche“, fuhr Jager fort. „[Eine davon ist] weiche Mikrorobotik, die im Körper manövrieren kann, um eine Medikamentenladung abzugeben oder minimalinvasive Operationen durchzuführen. [Diese könnten] mit Glukose aus der Umgebung betrieben werden, wodurch Batterien zum Antrieb der Mikroroboter überflüssig werden. Der andere Bereich sind autonom fahrende Sensorgeräte zur Umweltüberwachung in Seen und Meeren. [Sie könnten auch] die für ihre Bewegung benötigte Energie aus ihrer Umgebung gewinnen. [Allerdings] würde die letztere Anwendung erfordern, dass wir die Enzyme ändern, um sie an die verfügbaren Biokraftstoffe in dieser Umgebung anzupassen.“
(Kein Wort also zum Bau muskulöser Roboter, die halb Mensch, halb Maschine sind. Aber vielleicht halten sie es geheim, bis es zum Start bereit ist!)
Ein Papier, das die Forschung beschreibt, war kürzlich in der Zeitschrift Advanced Materials veröffentlicht.
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