12.06.2023

T-1000 sagt Hallo: Forscher:innen entwickeln formwandelnden und liquiden Roboter

Ein liquider Roboter, der "schmelzen" kann, soll im Gesundheitsbereich bei schwer zu erreichenden Orten eingesetzt werden (mit Video).
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Liquider Roboter, T-1000, Roboter kann flüssig und fest werden
(c) Wang and Pan et al/Screenshot - Der liquide Roboter kann seine Form verändern, um Hindernisse zu überwinden.

Es ist wohl eine der berühmtesten Szenen der Filmgeschichte: Der T-1000 aus Terminator 2 verflüssigt sich, um durch ein Sicherheitsgitter zu gelangen und weiter Jagd auf Revolutionsführer John Connor zu machen. Wissenschaftler:innen haben Anfang des Jahres eine Studie veröffentlicht und einen liquiden Roboter vorgestellt, der stark an sein filmisches Pendant erinnert. Er soll im Health-Bereich eingesetzt werden.

Liquider Roboter erinnert an Terminator

Der formwandelnde Roboter kann aus seiner humanoiden Form zu einem liquiden Haufen werden, durch Gitter wandeln und sich wieder zusammensetzen. Dies ermögliche vielfältige Einsatzgebiete.

Demonstration des flüssigen Roboters

Der Roboter wurde im Rahmen eines Forschungsprojekts über metallische Mikropartikel in der Fachzeitschrift “Matter” vorgestellt, die als eine Art “magnetoaktive Übergangsmaterie” bekannt sind, ihre Form verändern, sich schnell bewegen und ein Vielfaches ihres eigenen Körpergewichts tragen können.

“Dieses Material kann eine Terminator-2-ähnliche Leistung erbringen, einschließlich schneller Bewegung und hoher Belastbarkeit in festem Zustand und Formveränderung in flüssigem Zustand”, erklärte damals Chengfeng Pan, Ingenieur an der Chinesischen Universität Hongkong und Mitautor der Studie, gegenüber der Washington Post. “Es kann möglicherweise für Anwendungen in der flexiblen Elektronik, im Gesundheitswesen und in der Robotik eingesetzt werden.”

Bis zu 3 km/h schnell

Das Geheimnis dahinter: Indem sie den Roboter mit magnetischen Wechselfeldern beschießen, erhöhen die Wissenschaftler:innen seine Temperatur auf 35 Grad Celsius und bringen ihn dazu, sich innerhalb von einer Minute und 20 Sekunden von einem festen in einen flüssigen Zustand zu verwandeln. In fester Form kann er mit einer Geschwindigkeit von mehr als drei Kilometer pro Stunden gesteuert werden und schwere Gegenstände bis zum 30-fachen seines Eigengewichts tragen.

Liquider Roboter auch bei Organen einsetzbar

In einer anderen Demonstration zeigten die Forscher:innen, wie der Roboter im Inneren eines (künstlichen) menschlichen Magens eingesetzt werden kann, um einen unerwünschten Fremdkörper zu entfernen. Dabei steuerten sie den Roboter, der weniger als 0,4 Zoll (ca. ein Zentimeter) breit ist, durch das künstliche Organ, bis er den Fremdkörper fand. Anschließend wurde er durch die ferngesteuerten Magnetfelder geschmolzen, um das Objekt herum gedehnt – und, nachdem er es umarmt hatte, wieder in einen festen Zustand abgekühlt. So konnte er den Fremdkörper aus der Kammer ziehen.

(c) Wang and Pan et al/Screenshot – Der flüssige Roboter beim “Umarmen” eines Fremdkörpers in einem (künstlichen) Magen.

Aktuell intensiviert das Forschungsteam seine Arbeit zu “reversiblen Fest-Flüssig-Fest-Übergängen”, die durch Temperatur oder Lösungsmittel gesteuert werden. Um mithilfe eines flüchtigen Dissoziierungsmittels eine noch effektivere reversible Verflüssigung und Verfestigung eines Koordinationspolymers (Preußischblau) zu erreichen.

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ACR
(c) ACR/ Alice Schnür-Wala/ Schweig-Fotodesign: OFI / PYERIN - (v.l.) Martin Weigl-Kuska, Holzforschung Austria, Sonja Sheikh, ACR-Geschäftsführerin und Elisabeth Mertl, Österreichisches Forschungsinstitut für Chemie und Technik.

*Diese Themenpartnerschaft erschien zuerst in der neuen Ausgabe unseres Printmagazins. Eine Downloadmöglichkeit findet sich am Ende des Artikels.

In einer sich stetig wandelnden (Wirtschafts-)Welt gibt es für heimische KMU trotz ihres hohen Stellenwerts einige finanzielle Hemmschwellen, die es zu bewältigen gilt – vor allem, wenn man im internationalen Wettbewerb zukunftsfit bleiben möchte. Viele kleine und mittlere Unternehmen können die heutige Forschungsarbeit nicht mehr selbst bewältigen, da ihnen die Ressourcen und spezialisiertes Know-how fehlen.

Ein möglicher Lösungsansatz für diese Problematik findet sich im Begriff Kooperationspartner: Kooperationen im Bereich Forschung und Innovation bieten für KMU diverse Vorteile. Neben fehlenden Ressourcen, eigene Forschungsabteilungen ins Leben zu rufen, erweist sich nämlich auch das Monitoring aktueller Trends und Entwicklungen, um daraus Erkenntnisse zu ziehen, als zeitintensiv – und kann ebenso personell kaum von den Betrieben gestemmt werden. Daher braucht es in einem Umfeld, das Innovation und Entwicklung gefühlt im Stundentakt hervorbringt, Infrastruktur und Vernetzung, um bestehen zu können.

Außeruniversitäre Forschungsinstitute als Partner

Solche erfolgreich abgewickelten Innovationsprozesse finden sich bei Austrian Cooperative Research (ACR) wieder. Insgesamt verfügt das Forschungsnetzwerk als Innovationspartner für kleine und mittlere Unternehmen über 19 Institute, die eine Vielzahl von Wissensbereichen abdecken; darunter nachhaltiges Bauen, Werkstoffe, Umwelttechnik und erneuerbare Energien, Lebensmittelqualität und -sicherheit, Digitalisierung sowie Innovation und Wettbewerbsfähigkeit.

„Mit den ACR-Instituten stehen KMU und Startups verlässliche Forschungspartner zur Seite, die sie von der ersten Projektidee bis zur Markteinführung mit einem guten Verständnis für ihre technologischen Problemstellungen, umfassendem Know-how und modernster Infrastruktur unterstützen“, erklärt ACR-Geschäftsführerin Sonja Sheikh. „Langjährige Expertise, Anwendungsorientierung und Marktnähe sorgen für maßgeschneiderte Lösungen mit langfristigem Mehrwert für die gesamte Branche.“

So geschehen etwa bei Sihga, einem Unternehmen für Befestigungstechnik: Es begann mit einem Artikel, den Holzbau-Meister und Chief Product Officer (CPO) Johann Gruber im Magazin „Nature“ entdeckte.

Dort legten Forscher der University Maryland (USA) dar, wie es gelungen ist, Holz so stark zu verdichten, dass mechanische Eigenschaften erzielt werden konnten, die „höher waren als bei Stahl und Aluminium“.

„Sihga ist dann hellhörig geworden“, erinnert sich Martin Weigl-Kuska, Bereichsleiter Kreislaufwirtschaft beim ACR-Institut Holzforschung Austria, „und dachte sich, damit könnte man im Holzbau eine neuerliche Revolution schaffen – denn wenn sowohl Baustoff als auch Verbindungselemente aus Holz bestünden, könnte man bei der CO2- Einsparung und auch beim Rückbau und Recycling im Sinne der Kreislaufwirtschaft weitere Fortschritte erzielen.“

Anwendungslücke zu weit

Allerdings stieg niemand der US-Autoren der Studie auf den Vorschlag einer Unternehmenskooperation ein, weil ihnen der „Gap zur Anwendung“ zu groß war. Also fanden Sihga und das ACR-Institut zusammen. „Wir sind gemeinsam den ‚Nature‘- Artikel durchgegangen und haben einen Weg gefunden, an die Ergebnisse anzuknüpfen“, beschreibt Weigl-Kuska einen der ersten Schritte dieser Kooperation. „Es ist uns tatsächlich gelungen, den Prozess zu reproduzieren und Prototypen von Holzverbindern zu entwickeln, die hochverdichtet sind“, so der Forscher.

Über 1.500 abgewickelte Projekte 2023 und Standardisierung

Dies ist nur ein Beispiel von vielen Kooperationsprojekten zwischen ACR- Instituten und kleinen bzw. mittleren Betrieben. Insgesamt machen KMU 76 Prozent der Kunden aus, die Austrian Cooperative Research in seinem Portfolio führt. Allein 2023 leisteten die Institute neben der Abwicklung von 1.500 Forschungsprojekten 32.800 Stunden an gemeinnütziger Arbeit für die Wirtschaft, etwa in Form von Normungsarbeit.

Normen und Standards sind ein oft unterschätzter Bereich im Innovationsprozess. Sie regeln nicht nur Produkteigenschaften und sorgen für Sicherheit und Vergleichbarkeit, sie können auch Innovationsprozesse anregen. Die ACR- Institute beteiligen sich aktiv in Standardisierungsprozessen und wissen dadurch nicht nur über aktuelle Entwicklungen und Trends Bescheid – sie bringen Forschungserkenntnisse in die Normungsgremien ein, vertreten die Interessen der KMU und der Forschung und bringen das Wissen wieder in die Unternehmen.

Zudem erkennen sie auch, wo Standards fehlen, regen diese an oder entwickeln neue Testmethoden; wie etwa Biotechnologin Elisabeth Mertl, die seit 2011 beim ACR-Institut OFI tätig ist.

Die 32-Jährige hat sich auf Mikrbiologie und Zellkulturen spezialisiert. In ihrer Forschungsarbeit entwickelte sie In-vitro-Testmethoden, damit Hersteller von Medizinprodukten für ihre Zulassungsverfahren auf Tierversuche verzichten können.

„Unser Ziel war es, dass Hersteller von Medizinprodukten für ihre Geräte und Materialien eine Zulassung bekommen, ohne auf Tierversuche zurück- zugreifen, die noch in den Regelwerken verankert sind“, sagt Mertl. Dieses Ziel hat die Biologin mit ihrem Team erreicht und die Testmethode als Norm etabliert.

Mittlerweile besteht die sogenannte „Probenliste“ des OFI aus 1.300 verschiedenen Produkten, die nicht mehr durch mühsame Tierversuchsreihen gehen müssen. Auch Sheikh bestätigt abschließend:

„Das Alltagsgeschäft bindet in der Regel nahezu alle zeitlichen, personellen und finanziellen Ressourcen in KMU. So bleiben kaum Kapazitäten, um auch ein- mal über den Tellerrand zu blicken. Umso wichtiger sind erfahrene Kooperationspartner wie die ACR-Institute, die KMU gezielt an Innovationen heranführen.“

Info Block

Seit seiner Gründung 1954 unterstützt Austrian Cooperative Research kleine und mittlere Unternehmen, Innovationen in Form von neuen Produkten und Dienstleistungen auf den Markt zu bringen. Von den 10.200 Kunden im Jahr 2023 waren 76 Prozent KMU, die für 77 Prozent der erledigten Aufträge (gesamt 22.700) sorgten. ACR verfügt über 744 Beschäftigte, wobei 41 Prozent davon Frauen sind. Im letzten Jahr konnte man einen Umsatz von 74 Millionen Euro erwirtschaften.

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AI Summaries

T-1000 sagt Hallo: Forscher:innen entwickeln formwandelnden und liquiden Roboter

AI Kontextualisierung

Welche gesellschaftspolitischen Auswirkungen hat der Inhalt dieses Artikels?

Die gesellschaftspolitischen Auswirkungen des Inhalts dieses Artikels könnten vielfältig sein. Hier sind einige mögliche Punkte: 1. Technologischer Fortschritt: Die Entwicklung eines formwandelnden und liquiden Roboters zeigt den Fortschritt und das Potenzial der Robotik und Materialwissenschaft. Dies könnte zu weiteren Fortschritten in der Robotik führen und neue Möglichkeiten für die Anwendung von Robotern in verschiedenen Bereichen bieten. 2. Auswirkungen auf die Arbeitswelt: Die Entwicklung solcher Roboter könnte Auswirkungen auf bestimmte Berufe und Sektoren haben. Wenn Roboter in der Lage sind, sich flüssig zu machen und durch enge Räume zu navigieren, könnten sie in der Lage sein, Aufgaben effizienter auszuführen, die bisher von Menschen erledigt wurden. Dies könnte zu einer Veränderung der Arbeitskräftenachfrage und einer möglichen Umstrukturierung bestimmter Berufe führen. 3. Anwendung im Gesundheitswesen: Die Möglichkeit, liquide Roboter im Gesundheitswesen einzusetzen, insbesondere bei medizinischen Eingriffen und der Entfernung von Fremdkörpern, könnte zu Fortschritten in der medizinischen Praxis und möglicherweise zu verbesserten Behandlungsmöglichkeiten führen. Es könnte auch die Notwendigkeit verringern, invasive Verfahren durchzuführen, indem Roboter kleinere und präzisere Eingriffe ermöglichen. 4. Ethische und rechtliche Fragen: Mit der fortschreitenden Entwicklung von Robotern stellen sich auch ethische und rechtliche Fragen. Die Verwendung von Robotern, insbesondere im Gesundheitswesen, wirft Fragen nach Haftung, Datenschutz und Sicherheit auf. Es wird wichtig sein, geeignete rechtliche und ethische Rahmenbedingungen zu schaffen, um den verantwortungsvollen Einsatz von Robotern zu gewährleisten und potenzielle Risiken zu minimieren. Diese sind nur einige mögliche gesellschaftspolitische Auswirkungen. Weitere Aspekte könnten identifiziert werden, wenn mehr Informationen über die technischen Details und den tatsächlichen Einsatz solcher liquiden Roboter verfügbar sind.

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AI Kontextualisierung

Welche wirtschaftlichen Auswirkungen hat der Inhalt dieses Artikels?

Der formwandelnde und liquide Roboter, der in diesem Artikel vorgestellt wird, hat das Potenzial, weitreichende wirtschaftliche Auswirkungen zu haben. Durch seine vielfältigen Einsatzmöglichkeiten, insbesondere im Gesundheitsbereich, könnte der Roboter neue Innovationen und Effizienzsteigerungen bringen. Zum Beispiel könnte er bei der Entfernung von unerwünschten Fremdkörpern in Organen eingesetzt werden, was invasive chirurgische Eingriffe reduzieren und die Behandlungskosten senken könnte. Darüber hinaus könnten seine Fähigkeiten in flexibler Elektronik und Robotik auch zu neuen technologischen Entwicklungen führen und die Automatisierung in verschiedenen Branchen vorantreiben. Insgesamt könnte dieser liquide Roboter zu neuen Geschäftsmöglichkeiten und einem Wachstum in der Robotik- und Technologieindustrie führen.

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Welche Relevanz hat der Inhalt dieses Artikels für mich als Innovationsmanager:in?

Als Innovationsmanager:in könnte der Inhalt dieses Artikels für dich relevant sein, da er einen Einblick in neueste Entwicklungen im Bereich der Robotik und Materialwissenschaften gibt. Der formwandelnde und liquide Roboter, der in diesem Artikel beschrieben wird, könnte das Potenzial haben, flexible Elektronik, Gesundheitswesen und Robotik zu revolutionieren. Diese Technologie könnte neue Möglichkeiten für innovative Anwendungen und Lösungen eröffnen, die in verschiedenen Branchen eingesetzt werden könnten. Es könnte sich lohnen, weitere Forschung zu diesem Thema zu verfolgen und zu prüfen, wie diese Entwicklung in die eigene Innovationsstrategie integriert werden könnte.

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Welche Relevanz hat der Inhalt dieses Artikels für mich als Investor:in?

Als Investor:in kann der Inhalt dieses Artikels potenziell relevant sein, da er auf die Entwicklung eines formwandelnden und liquiden Roboters hinweist, der im Health-Bereich eingesetzt werden soll. Diese technologische Innovation könnte Auswirkungen auf verschiedene Bereiche haben, wie zum Beispiel die flexible Elektronik, das Gesundheitswesen und die Robotik. Durch Investitionen in Unternehmen, die in diesen Bereichen tätig sind oder von dieser Technologie profitieren könnten, besteht möglicherweise die Chance auf profitables Wachstum. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass weitere Forschung und Entwicklung benötigt werden, bevor sich konkrete Anlagechancen ergeben.

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Welche Relevanz hat der Inhalt dieses Artikels für mich als Politiker:in?

Als Politiker:in kann der Inhalt dieses Artikels für Sie von Relevanz sein, da er die Entwicklung eines formwandelnden und liquiden Roboters im Gesundheitsbereich thematisiert. Dies könnte möglicherweise Auswirkungen auf die Zukunft der Robotik und flexiblen Elektronik haben. Es ist wichtig, über solche technologischen Fortschritte informiert zu sein, um politische Entscheidungen in Bezug auf Forschungsförderung, Regulierung und ethische Fragen im Bereich der Robotik und digitalen Gesundheit treffen zu können.

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Die Entwicklung eines formwandelnden und liquiden Roboters, der an den T-1000 aus Terminator 2 erinnert, zeigt den Fortschritt in der Robotik und Materialwissenschaft. Dieser Roboter hat das Potenzial, in verschiedenen Bereichen eingesetzt zu werden, insbesondere im Gesundheitswesen. Durch seine Fähigkeit, sich in flüssigen Zustand zu verwandeln, kann er beispielsweise bei medizinischen Eingriffen in engen Räumen eingesetzt werden. Die Verwendung magnetischer Wechselfelder ermöglicht es dem Roboter, schwere Gegenstände zu tragen und eine Vielzahl von Aufgaben zu erfüllen. Diese Forschung trägt zur Entwicklung fortschrittlicher Technologien bei, die in Zukunft in verschiedenen Branchen nützlich sein könnten.

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Wer sind die relevantesten Personen in diesem Artikel?

Die relevantesten Personen in diesem Artikel sind:
  • T-1000
  • John Connor
  • Chengfeng Pan

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Wer sind die relevantesten Organisationen in diesem Artikel?

  • T-1000 (filmisches Pendant)
  • Chinesische Universität Hongkong

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