Szene aus dem Film "Terminator 2" - der metallische Roboter T-1000 (r.) kann sich vom zähflüssigen Klumpen wieder in seine Ursprungsform zurückverwandeln. Ähnliches bauen nun Forscher nach.
(Foto: imago images/Everett Collection)
Ein Mini-Roboter aus einem neuartigen Material kann sich verflüssigen - um schließlich wieder seine alte Form zu erlangen. Es erinnert an den berühmten Bösewicht aus "Terminator 2". Doch anders als dort soll die Neuentwicklung Menschen helfen.
Im Jahr 1991 sorgte ein flüssiger Roboter für Begeisterung beim Kino-Publikum: In dem Film "Terminator 2 - Tag der Abrechnung" ist der Bösewicht eine menschenjagende Maschine aus speziellem Metall, die sich bei Bedarf verflüssigen kann, um anschließend wieder die Ursprungsform anzunehmen. Selbst Gitterstäbe können diesen "T-1000" genannten Super-Roboter nicht aufhalten, er fließt im Zweifel einfach durch sie hindurch.
Nun, 30 Jahre später, scheint dieser formwandelnde Roboter Realität geworden zu sein. Ein bisschen wenigstens. Ein internationales Forschungsteam hat einen kleinen Roboter aus einem Material mit ähnlich wundersamen Fähigkeiten gebaut. MPTM (Magnetoaktive Phasenübergangsmaterie) besteht aus magnetischen Mikropartikeln, eingebettet in Gallium. Dieses Metall besitzt einen sehr niedrigen Schmelzpunkt bei gerade mal knapp 30 Grad. Veröffentlicht haben die Forscher das Ergebnis im Fachmagazin "Matter".
Das Tolle: Auch ihr Roboter kann auf Kommando praktisch zerfließen und später durch Abkühlen seine ursprüngliche Form wiedererlangen. Sehr anschaulich stellen die Forscher das mit einem fingierten Ausbruchsversuch aus einem kleinen Käfig unter Beweis: Ein Video zeigt, wie die Figur in Form eines Lego-Männchens sich verflüssigt und in diesem Zustand durch die Gitterstäbe hindurchgesteuert wird. Kurz darauf folgt die Auferstehung aus einem Klumpen Metall. Nur eben auf der anderen Seite des Gitters.
Das Geheimnis des Wundermaterials sind die magnetischen Partikel im Gallium. Diese hätten zwei Aufgaben, erläutert Hauptautor Carmel Majidi von der Carnegie Mellon University. "Die eine ist, dass sie das Material für ein magnetisches Wechselfeld empfänglich machen, sodass man es durch Induktion aufheizen und den Phasenwechsel herbeiführen kann." Und zweitens verliehen die magnetischen Partikel den Robotern ihre Mobilität - mit einem Magnetfeld können ihre Bewegungen gesteuert werden.
Allerdings ist das auch der entscheidende Unterschied zum T-1000 im "Terminator"-Film: Der Roboter aus der Studie benötigt eine externe Induktionsspule, um das Material zu schmelzen und sich so fortzubewegen. Der Film-Roboter jedoch konnte das alles aus sich selbst heraus.
Dennoch könnte der Ansatz der Forscher ein altes Problem lösen helfen: Während herkömmliche Roboter hart und steif sind, haben weiche Roboter zwar eine höhere Flexibilität, sind aber schwach und ihre Bewegungen sind schwer zu kontrollieren. "Wenn man Robotern die Fähigkeit verleiht, zwischen flüssigem und festem Zustand zu wechseln, erhalten sie mehr Funktionalität", sagt Studienleiter Chengfeng Pan, Ingenieur an der Chinese University of Hongkong, laut einer Mitteilung.
Die Forscher wollen mit ihrer Studie zunächst nur die Leistungsfähigkeit des neuartigen Materials unter Beweis stellen. In einem anderen Video zeigen sie, wie zwei der Roboter zusammenarbeiten, um etwa Gegenstände zu bewegen. Bei einem weiteren Experiment entfernt ein würfelförmiger Metall-Roboter Fremdkörper aus dem Modell eines Magens oder verabreicht Medikamente. "MPTMs sind vielversprechend für künftige Anwendungen in der flexiblen Elektronik, im Gesundheitswesen und der Robotik", heißt es in der Studie.
Doch Majidi betont auch, dass die Forschung noch ganz am Anfang steht. "Was wir hier zeigen, sind nur einmalige Demonstrationen, Proofs of Concept." Bevor ein mal fester, mal flüssiger Roboter wirklich menschlichen Patienten Medikamente verabreicht, sei noch viel Forschung nötig.
Zudem das in den Versuchen verwendete Material bei medizinischer Anwendung auch nicht unproblematisch sein könnte, betont Brad Nelson, Professor für Robotik an der ETH Zürich, der nicht an der Studie beteiligt war, gegenüber der "Washington Post": Denn es enthält Neodym-Eisen-Bor, was für Menschen giftig sei. Klinisch sicher für den Einsatz im Menschen sei dieser Roboter daher nur, "wenn er danach vollständig aus dem Körper entfernt wird", so Nelson.
(Dieser Artikel wurde am Freitag, 27. Januar 2023 erstmals veröffentlicht.)