Ze hebben een leger magnetische mierrobots gecreëerd die 2.000 keer hun eigen gewicht kunnen tillen, organismen kunnen leiden en op water kunnen drijven.

In een laboratorium in Seoul is iets buitengewoons gebeurd op microscopische schaal. Een zwerm piepkleine, kubusvormige robots – elk kleiner dan een speldenknop – werkt met chirurgische precisie samen om objecten te verplaatsen die honderden keren groter zijn dan zijzelf. Op het eerste gezicht lijkt het sciencefiction. Maar dat is het niet.

(Als u op de afbeelding klikt, kunt u de volledige video zien waarin wordt uitgelegd hoe ze werken)

Als een onzichtbaar leger kan de zwerm objecten 350 keer zwaarder trekken dan een enkele robot. Ze kunnen vlotten op water vormen om capsules te vervoeren die 2000 keer zwaarder zijn, obstakels beklimmen die vijf keer hoger zijn dan zijzelf en zelfs gesimuleerde verstopte slagaders vrijmaken. Ze kunnen ook zelf klimmen, zichzelf voortbewegen en organismen leiden. "Hun aanpassingsvermogen en coördinatie waren beter dan we hadden verwacht", legde Jeon Jae Wi, hoofdauteur van de studie, uit aan de media.

Wetenschappers van de Hanyang Universiteit in Zuid-Korea hebben een zwerm magnetische microrobots ontwikkeld die objecten op een gecoördineerde manier kunnen verplaatsen en manipuleren , waarmee ze collectief gedrag in de natuur nabootsen. Ze doen dit zonder kabels, batterijen of direct fysiek contact tussen hen. Destudie , gepubliceerd in 'Device', beschrijft dat de robot geïnspireerd is door de manier waarop mieren voedsel kunnen zoeken via chemische communicatie met behulp van feromonensporen en voedsel kunnen transporteren door autonome samenwerking.

De robots zijn slechts 600 micrometer hoog – kleiner dan een broodkruimel – en zijn gemaakt van magnetische deeltjes van epoxy en neodymium-ijzer-borium (NdFeB) . Wanneer ze worden blootgesteld aan een roterend magnetisch veld, gegenereerd door twee externe magneten, komen ze tot leven.

"We zagen de zwerm flexibele structuren vormen die objecten kunnen omringen, zich kunnen opsplitsen, hergroeperen en zelfs kunnen zweven. Het is een zeer efficiënt collectief gedrag, iets wat we tot nu toe alleen in biologische systemen hebben gezien."

De lange termijnvisie van het team is ambitieus: deze zwermen willen ze gebruiken voor minimaal invasieve medische behandelingen, zoals het toedienen van medicijnen in verstopte slagaders of moeilijk bereikbare plekken in het menselijk lichaam.

Maar er blijven obstakels bestaan. Tegenwoordig zijn microrobots volledig afhankelijk van een extern magnetisch veld om te bewegen. Ze hebben geen sensoren of de mogelijkheid om autonome beslissingen te nemen. Ze zijn gehoorzaam, maar blind. Daarom zullen de volgende stappen van het project zich richten op het vergroten van hun autonomie: hen in staat stellen hun omgeving waar te nemen, in realtime te reageren en hun traject aan te passen zonder menselijke tussenkomst.

Zwermrobotica is al jaren een experimenteel vakgebied, met eerdere studies gericht op bolvormige robots die met elkaar verbonden zijn. Maar Hanyangs kubische aanpak biedt een groter magnetisch aantrekkingskrachtoppervlak en een economischere methode voor massaproductie, dankzij gestandaardiseerde mallen en in-situ magnetisatie.

Elke robot kan zijn magnetische patroon aanpassen op basis van de magnetisatiehoek, wat variabele configuraties en adaptieve functies mogelijk maakt . Dit betekent dat dezelfde zwerm zich naar behoefte over land, water of aan gebogen oppervlakken kan verplaatsen.

Hoewel ze misschien futuristisch speelgoed lijken, wijzen zwermen microrobots op een nieuw technologisch paradigma: gedecentraliseerde, collaboratieve systemen die vrijwel onzichtbaar zijn voor het menselijk oog. Hun potentieel reikt van precisiegeneeskunde tot het reinigen van industriële systemen, inclusief het transport van biologische monsters in extreme omgevingen.

Net als de mieren die hen inspireerden, schuilt hun kracht niet in hun grootte, maar in hun perfecte samenwerking. En hoewel ze nu misschien een externe gids nodig hebben, is de dag dat ze besluiten om zelfstandig op pad te gaan misschien niet zo ver weg.