In einer bedeutenden Entdeckung haben Ingenieure des MIT einen Durchbruch mit der Entwicklung einer Zink-Luft-Mikrobatterie erzielt, einem Gerät, das so klein ist, dass es nur 0,1 Millimeter lang und 0,002 Millimeter dick ist – etwa so dick wie ein menschliches Haar. Diese innovative Batterie nutzt Sauerstoff aus der Luft, um Zink zu oxidieren und bis zu 1 Volt Leistung zu erzeugen. Dieser Fortschritt könnte die Leistungsfähigkeit von zellgroßen Robotern revolutionieren und sie in die Lage versetzen, Aufgaben wie die Arzneimittellieferung im menschlichen Körper und die Erkennung von Gaslecks in Pipelines durchzuführen.
Die neuen Batterien haben eine große Auswirkung auf die Robotik, da sie eine große Herausforderung lösen: die Stromversorgung von extrem kleinen Geräten. Traditionelle Roboter sind oft auf externe Licht- oder Laserquellen zur Stromversorgung angewiesen, was ihre Mobilität und Funktionalität einschränkt. Durch die Integration der Stromquelle direkt in die Roboter bieten die Zink-Luft-Batterien des MIT die Autonomie, die diese Geräte benötigen, um unabhängig zu arbeiten. Michael Strano, leitender Autor der Studie, betont die Auswirkungen dieser Entwicklung: “Wir bauen robotische Funktionen in die Batterie ein und fangen an, diese Komponenten in Geräte zusammenzufügen.”
Das Forschungsteam unter der Leitung von Ge Zhang und Sungyun Yang hat gezeigt, dass diese Batterien eine Vielzahl von robotischen Komponenten antreiben können. Dazu gehören Aktoren, die Roboterarme bewegen, Memristoren für die Speicherung von Daten und Sensoren, die Chemikalien erkennen. Die Vision für diese winzigen Roboter umfasst ihren potenziellen Einsatz in medizinischen Anwendungen, wie z. B. ihre Injektion in den menschlichen Körper zur Verabreichung von Medikamenten wie Insulin. Sie könnten auch in industriellen Umgebungen eingesetzt werden, um Umweltveränderungen zu überwachen und darauf zu reagieren.
In Zukunft plant das MIT-Team, die Batterien direkt in robotische Geräte zu integrieren und über das derzeitige Prototypenstadium hinauszugehen, in dem die Batterie extern angeschlossen ist. Zukünftige Forschungen werden sich darauf konzentrieren, die Spannung der Batterie zu erhöhen und weitere Anwendungen zu erforschen. Unterstützt von Mitteln des U.S. Army Research Office, des Department of Energy und der National Science Foundation markiert diese Innovation einen bedeutenden Schritt nach vorne bei der Schaffung autonomerer und vielseitigerer robotischer Systeme. Dieser Fortschritt birgt vielversprechende Möglichkeiten für medizinische und industrielle Anwendungen und stellt einen erheblichen Sprung in den Fähigkeiten von winzigen Robotern dar.