Soft-Roboter mit Algen: Winzige Greifarme bewegen sich durch Licht

Die pH-empfindliche Schicht verändert sich deutlich. Laut den Forschenden wog sie bei pH 3 bis 7 nur etwa 37 Prozent ihres Ausgangsgewichts, bei pH 11 dagegen das Vierfache.

Lokale Wirkung, langsame Bewegung

Andere pH-gesteuerte Soft-Roboter gibt es bereits, doch dort muss meist die Chemie der gesamten umgebenden Flüssigkeit verändert werden. Die Algen-Variante wirkt dagegen sehr lokal und eignet sich damit besser für Anwendungen, bei denen die Umweltauswirkungen minimal bleiben müssen.

Nachteil ist das Tempo. Die chemische Veränderung beginnt etwa 20 Sekunden nach dem Einschalten des Lichts und etwa 10 Sekunden nach dem Ausschalten, doch eine deutliche Biegung dauert mehrere Stunden.

Nach dem ersten Machbarkeitsnachweis baute das Team weitere Geräte. Ein vierfingriger Greifer schließt sich bei Licht, hob eine hohle Metallkugel an und ließ sie bei Dunkelheit wieder los. Ein hakenförmiger Greifer nahm einen Gummiring auf und setzte ihn ab. Beide Objekte wogen deutlich weniger als eine kleine Büroklammer.

Ausblick

Die Geräte brauchen außer Licht keine externe Energie und keine komplexen mechanischen Teile. „Mikroalgen sind pflanzenähnliche Organismen, die weitgehend selbstversorgend sind“, sagt Projektleiterin Marie-Eve Aubin-Tam. Das gebe dem Aktor das Potenzial für Langzeitbetrieb mit minimalem Input von außen.

Langfristig hofft das Team auf autonomere, umweltreaktive Soft-Roboter für automatisierte Landwirtschaft, Fluidsteuerung in Lab-on-a-Chip-Systemen oder Unterwasserrobotik. Da die Algen nicht gentechnisch verändert sind, entfallen die Biosicherheitsbedenken, die oft mit mikrobenbasierten Technologien verbunden sind.