Mobee Roboter wie aus dem Aufklappbilderbuch

Harvard-Wissenschaftler haben eine Methode zur Massenfertigung von Minidrohnen entwickelt. Am Ende werden die Roboterinsekten wie aus einem Aufklappbilderbuch herausgedrückt.

Robobees sind kleine Roboter, die nach dem Vorbild von Insekten konstruiert sind. Wie diese könnten auch die Robobees künftig in großen Schwärmen auftreten - zwei Harvard-Wissenschaftler haben nämlich eine Methode entwickelt, wie diese Miniroboter einfach in großen Mengen hergestellt werden können. Inspiriert worden seien sie von Origami und Aufklappbilderbüchern, sagen Pratheev Sreetharan und Peter Whitney.

Roboterinsekt aus 18 Schichten

Die Roboter wie etwa die Harvard Monolithic Bee (Mobee) sind etwa 2 Zentimeter groß und einige Millimeter hoch. Die Mobee besteht aus verschiedenen Materialien, die in verschiedenen Lagen übereinanderliegen. Insgesamt 18 Schichten aus Kohlefaser, Kapton, Titan, Messing, Keramik und Klebefolien sind für eine Mobee nötig.

Jede Lage liegt als Sechseck vor, aus dem ein Laser das jeweilige Teil ausschneidet. Dann werden die 18 Sechsecke übereinandergelegt und miteinander verklebt. Heraus kommt ein dreidimensionaler, sechseckiger Block von der Größe einer 50-Cent-Münze, auf dem oben eine Flachversion des Roboters sitzt, die über 22 Scharniere mit der Grundplatte verbunden ist. Nun wird die Mobee von unten aus dem Block in ihre dreidimensionale Form gedrückt - ähnlich wie eine Figur in einem Aufklappbuch ausklappt.

Mühsame Handarbeit

Vor der Entwicklung dieser Fertigungsmethode hätten sie die kleinen Flugroboter per Hand zusammenbauen müssen, was eine ziemlich mühsame Angelegenheit gewesen sei, erzählt Sreetharan. "Man nahm einen sehr dünnen Wolframdraht und tauchte ihn in ein wenig Superklebstoff. Mit dem Tröpfchen Klebstoff daran versuchte man, ihn wie ein Chirurg unter dem Mikroskop am richtigen Platz anzubringen."

Schema der Lagen einer Mobee (Bild: Pratheev Sreetharan)

Für ihre Arbeit brauchen sie aber viele der Roboterinsekten. Diese sollen nämlich wie ihre natürlichen Vorbilder als Schwarm eingesetzt werden. Mit der neuen Fertigungsmethode sei es einfach, Schwärme von Robobees zu bauen. Die Wissenschaftler müssen am Computer ein Modell für die Lagen entwerfen. Die Fertigung selbst ist dann ein automatisierter Prozess.

Vielfältig nutzbar

Die Technik eigne sich aber nicht nur für die kleinen Flugroboter, sagt Rob Wood von der Harvard School of Engineering and Applied Sciences (SEAS). Mit ihr könnten Polymere, Metalle, Keramik oder Verbundstoffe verarbeitet werden. "Die Möglichkeit, jede Art und Anzahl der Materialschichten zusammen mit integrierter Elektronik zu verarbeiten, bedeutet, dass wir komplette Systeme in beliebiger dreidimensionaler Form herstellen können." Auf diese Weise könnten die unterschiedlichsten hochintegrierten elektromechanischen Geräte in der Größenordnung von wenigen Mikrometern bis mehreren Zentimetern in Masse gefertigt werden.

Ihre Fertigungsmethode wollen die Wissenschaftler in der März-Ausgabe der Fachzeitschrift Journal of Micromechanics and Microengineering vorstellen.