Er sieht im Prinzip aus wie eine Pistolenkugel, sagt Amirreza Aghakhani vom Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme über den neuen Mikroroboter. Und tatsächlich ist er im wahrsten Sinne des Wortes ein echtes Geschoss: Der bolzenförmige Mikroroboter bricht mit einer Geschwindigkeit von 2,2 Millimetern pro Sekunde alle Rekorde. Möglich macht das die Schubkraft, die durch sein Design entsteht.

"Diese Kraft ist zwei bis drei Größenordnungen stärker als bei Mikroorganismen wie Bakterien oder Algen. Die sind sehr schnell. Sie sind die effizientesten Schwimmer in der Natur", erklärt Postdoktorand Aghakhani. Doch der Roboter ist nicht nur besonders schnell, sondern auch besonders klein. Die Forscher haben ihn aus Polymer in einem speziellen 3D-Druckverfahren hergestellt:

Muss er ja auch sein, immerhin soll der Mikroroboter irgendwann in unserer Blutbahn unterwegs sein. Dort soll er dann zum Beispiel in Windeseile Medikamente von A nach B transportieren. Aber wie funktioniert das eigentlich?

Das Gehäuse des Roboters ist hohl und hat eine röhrenförmige Öffnung an einer Seite. Ist er umgeben von einer Flüssigkeit, kapselt er eine Luftblase ein, erläutert Aghakhani. Setze man ihn jetzt Ultraschallwellen aus, pulsiere die Blase und dadurch werde die Flüssigkeit im Inneren durch die Röhre nach außen gedrückt. Also wie eine Art Pumpe – nur mit akustischem Antrieb: "Zuerst setzt du die Blase dem Ultraschall aus, dann fängt sie an zu pulsieren und es entsteht ein Flüssigkeitsstrom. Diese Strömung treibt den Roboter an."

Amirreza Aghakhani (Mitte) und Team Bildrechte: MPI IS

Der kleine Miniroboter bewegt sich mit Ultraschallwellen fort. Bildrechte: MPI IS

Die Ultraschallwellen sind für den Menschen nicht zu hören und auch sonst völlig ungefährlich, ergänzt der Max-Planck-Forscher. Zur Steuerung des Roboters braucht es dann noch Magnetfelder: Dank einer speziell beschichteten Flosse kann der Roboter in alle Richtungen navigiert werden. Seine Lieferung muss er im Körper erst einmal aufnehmen. Er sammelt sie quasi automatisch ein, wenn er sich bewegt, denn der Antrieb verursacht einen kreisförmigen Strom, der einiges an Kraft entwickeln kann. Amirreza Aghakhani: "Wenn wir diese Kraft also kontrollieren, können wir Partikel ringsherum anziehen. Das passiert wieder, weil die Blase pulsiert und dadurch das starre Material angesaugt wird. Der Roboter kann die Partikel anziehen, festhalten und sich damit - oder später mit den Medikamenten - gemeinsam bewegen."

Am Ziel könne die Ladung dann abgeladen werden, indem man die Ultraschallwellen einfach etwas abschwächt. Mithilfe von Spritzen oder Kathetern könnten die winzigen Roboter in unseren Körper gelangen. Raus müssen sie dann gar nicht mehr: Sie werden von ganz allein abgebaut, heißt es. Doch etwas Geduld ist noch nötig: Bisher konnten die Max-Planck-Forscher den Mikroroboter nur in einem Modell testen, das der menschlichen Blutbahn nachempfunden ist. Bis der Express-Bote für die Blutbahn einsatzfähig ist, könnten noch bis zu zehn Jahre vergehen.