Miniaturroboter. Dr. Metin Sitti, Direktor der Abteilung für Physische Intelligenz am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme in Stuttgart, hat vom Europäischen Forschungsrat (European Research Council, ERC) einen Advanced Grant erhalten, eines der renommiertesten Forschungsförderprogramme der Welt. Advanced Grants werden nur den besten europäischen Spitzenforschern verliehen.

Miniaturroboter

Sitti und sein Team erhalten insgesamt 2,5 Millionen Euro für einen Zeitraum von fünf Jahren, um das Projekt „Soft-bodied Miniature Mobile Robots (SoMMoR)“ umzusetzen. Die Wissenschaftler verfolgen das ehrgeizige Ziel, ungebundene mobile Roboter von wenigen Mikrometern bis zu einigen Millimetern Größe zu entwickeln.

„Die Förderung hilft mir, die Grenzen dessen zu verschieben, was heute mit frei beweglichen, kleinen und weichen Robotern beim Einsatz in klinischen Anwendungen möglich ist“, freut sich Sitti.

Die EU investiert in diesem Jahr insgesamt 540 Millionen Euro in die Förderung der Spitzenforschung. 222 Wissenschaftler erhalten ein solches Förderprogramm, von denen 33 ihre Forschung in Deutschland betreiben. „Mit den ERC Advanced Grants werden herausragende Forscherinnen und Forscher in ganz Europa gefördert. Ihre Pionierarbeit hat das Potenzial, den Alltag der Menschen zu verändern und Lösungen für einige unserer dringendsten Herausforderungen zu liefern,“ sagt Carlos Moedas, EU-Kommissar für Forschung, Wissenschaft und Innovation. „Der ERC gibt diesen klugen Köpfen die Möglichkeit, ihre kreativsten Ideen umzusetzen und eine entscheidende Rolle bei der Weiterentwicklung aller Wissensbereiche zu spielen.“

Weiche Milli- und Mikroroboter wie sie Sitti und sein Forscher*innen-Team entwickeln, bergen enormes Potenzial. „Ich bin sicher, dass unsere Erkenntnisse in naher Zukunft einen radikalen Einfluss auf die Medizin haben werden“, sagt Sitti. Er und sein Team arbeiten intensiv an der Entwicklung solcher Kleinstmaschinen, die eines Tages in der Lage sein können, Regionen im Körper zu erreichen, die derzeit schwer oder unmöglich zu erreichen sind – als semi-implantierbare Medizinprodukte zum Beispiel, die lange im Körperinneren bleiben können.

Bevor diese winzigen Roboter einsetzbar sind, müssen noch viele Herausforderungen bewältigt werden. Dazu gehören unter anderem das 3D-Design, die Herstellung aus sicheren, verträglichen Materialien, ihre Programmierung, robuste Fortbewegung und präzise Navigation innerhalb des komplexen menschlichen Körpers sowie die Integration von Diagnose- und Therapiefunktionen.

Sitti und sein Team arbeiten seit vielen Jahren an formveränderbaren kleinen weichen Maschinen aus magnetischen und weichen Materialien. Die Publikationen dazu wurden in den renommiertesten wissenschaftlichen Fachzeitschriften der Welt veröffentlicht. „Unsere früheren Veröffentlichungen in Nature und PNAS zu unseren magnetischen, weichen Mikro- und Millirobotern haben sehr geholfen, den Förderantrag bewilligt zu bekommen“, sagt Sitti. So zeigten die Wissenschaftler zum Beispiel im Januar 2018, wie sie einen Milliroboter mittels eines externen Magnetfelds so bewegen können, dass er beispielsweise sicher durch den Verdauungstrakt kriechen, schwimmen, springen und rollen kann. Sie zeigten, wie sie den Roboter mit Medikamenten beladen und mittels medizinischer Bildgebungsverfahren in Echtzeit nachverfolgen können.

Der Evaluierungsbericht des ERC Advanced Grant Gremiums veranschaulicht den positiven Eindruck, den das SoMMoR-Projekt hinterlassen hat: „Die Herstellung und Konstruktion von 3D-programmierbaren magnetischen Weichverbundrobotern ist eine echte Herausforderung, auch wenn solche Geräte bereits in 1D und 2D hergestellt wurden. Fortbewegung und Kontrolle sind äußerst anspruchsvolle Teile des Forschungsvorhabens, und der Ansatz geht dabei weit über die bestehenden Technologien hinaus.“ Der Bericht hebt auch Metin Sittis hervorragende Forschung auf seinem Gebiet hervor: „Metin Sitti ist einer der führenden Wissenschaftler auf dem Gebiet der Softrobotik und deren Einsatz in medizinischen Anwendungen. Sein kürzlich erschienenes Nature Paper erregte weltweit Aufmerksamkeit. Er hat sich als ein sehr origineller Wissenschaftler erwiesen, der bahnbrechende Ideen und Erfindungen hervorbringt. Seine Arbeit zeichnet sich durch die einzigartige Kombination von Ideen und detaillierten experimentellen Ansätzen aus, die Wissenschaft und medizinische Probleme verbinden. Seine Aktivitäten an verschiedenen Universitäten und am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme in Stuttgart bieten die bestmögliche Grundlage, um neue ingenieurwissenschaftliche Ansätze auf der Grundlage modernster Wissenschaften zu erforschen. Er zeichnet sich dadurch aus, dass er die beste neueste Wissenschaft mit neuen Anwendungen kombiniert.“

Mit den Mitteln aus dem ERC Advanced Grant will Metin Sitti sein Team weiter ausbauen. „Ich habe vor, zwei Postdocs, einen Techniker und vier Doktoranden mit den Mitteln aus dem Advanced Grant zu unterstützen.“

Dr. Metin Sitti ist Direktor der Abteilung für Physische Intelligenz am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme in Stuttgart. Er hat eine Nebentätigkeit als Professor an den Fakultäten für Medizin und Technik der Koç-Universität in Istanbul, Türkei (seit 2018), eine Honorarprofessur an der Universität Stuttgart (seit 2017) und ist Distinguished Professor an der Carnegie Mellon University (seit 2016).

Metin Sitti hat an der Boğaziçi Universtät in Istanbul in der Türkei Elektrotechnik studiert. 1999 promovierte er in diesem Fachgebiet an der Universität von Tokio. Danach folgte ein Aufenthalt als wissenschaftlicher Mitarbeiter und später als Lecturer an der University of California in Berkeley (1999-2002). 2002 trat er eine Professur an im Department of Mechanical Engineering and Robotics Institute der Carnegie Mellon University in Pittsburgh. Er war zudem Gastprofessor an der Harvard University, der EPFL (L’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne) sowie der Sorbonne University. Seit April 2014 ist er einer von sieben Direktoren am Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme.

Sittis Forschungsinteressen umfassen die physische Intelligenz kleinster Systeme, mobile Milli- und Mikroroboter, Bio-Inspiration und fortschrittliche Materialien im Mikro-/Nanobereich. Sitti hat 230 Zeitschriften- und 130 Konferenzbeiträge mitverfasst oder von Experten begutachtet. Er hat zehn erteilte und 12 angemeldete Patente und hat über 160 Vorträge an Universitäten, in Forschungslaboren, bei Konferenzen und in der Industrie gehalten. Darüber hinaus hat Sitti von NSF, NASA, NIH, Industrie und DoD in den USA rund 14 Millionen US-Dollar an Forschungsmitteln eingeworben und ein Start-up-Unternehmen (nanoGriptech Inc.) in den USA gegründet, um von ihm mitentwickelte Gecko-inspirierte Klebstoffe zu vermarkten. Seit 2002 hat er 53 (21 aktuell) Doktorand*innen und 53 (24 aktuell) Postdocs ausgebildet. Mehr als 27 seiner ehemaligen Labormitglieder sind heute Assistenzprofessor*innen an der Cornell University, University of Toronto, UIUC, Oregon State University, Virginia Tech, WPI, Arizona State University, Louisiana State University, Texas Tech, Nanyang Technological University (Singapur), Tampere University of Technology (Finnland), Bilkent University (Türkei), University of Sheffield (UK), Delft University of Technology (Niederlande), etc. Darüber hinaus arbeiten einige seiner ehemaligen Teammitglieder in der Industrie als leitende Forscher*innen in Unternehmen wie Intuitive Surgical, Apple, Intel, Google, BostonDynamics, Schlumberger, 3M und Blue Origin.

Sitti ist ein IEEE Fellow und wurde von 2006 bis 2008 zum Distinguished Lecturer der IEEE Robotics and Automation Society ernannt (IEEE Fellow ist ein besonderer Mitgliederstatus des Institute of Electrical and Electronics Engineers. Diese Ehrenmitgliedschaft wird nur an Personen mit außergewöhnlichen Leistungen in einem Interessenbereich des IEEE vergeben). Er erhielt 2018 die Rahmi Koç Medal of Science, 2011 den SPIE Nanoengineering Pioneer Award und 2005 den NSF Career Award. Er erhielt 2014 den IEEE/ASME Best Mechatronics Paper Award, den Best Poster Award auf der Adhesion Conference 2014, den Best Paper Award auf der IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems 2009 und 1998, den Best Biomimetics Paper Award auf der IEEE Robotics and Biomimetics Conference 2004 und den Best Video Award auf der IEEE Robotics and Automation Conference 2002. Seit 2018 ist er Chefredakteur von Progress in Biomedical Engineering und seit 2008 vom Journal of Micro-Bio Robotics.

Über den ERC

Der Europäische Forschungsrat, der 2007 von der Europäischen Union gegründet wurde, ist die erste europäische Förderorganisation für exzellente Pionierforschung. Jedes Jahr wählt und finanziert sie die besten, kreativsten Forscherinnen und Forscher aller Nationalitäten und Altersgruppen für die Durchführung von Projekten in Europa.
In der aktuellen Runde wurden Forscher*innen aus 29 Nationen gefördert. Die Stipendiat*innen werden ihre Projekte an Universitäten und Forschungszentren in 20 Ländern in der EU und den assoziierten Ländern von Horizon 2020 durchführen.
Die Nachfrage nach ERC-Fördermitteln ist nach wie vor sehr hoch: 2.052 Forschungsanträge wurden diesmal eingereicht, von denen fast 11% für die Förderung ausgewählt wurden. Forscherinnen reichten mehr als 19% der Anträge ein, und etwa 20% der Stipendien wurden an Frauen vergeben.

Mehr zum ERC Advanced Grant finden Sie hier: https://erc.europa.eu/funding

Linda Behringer
Max Planck Institute for Intelligent Systems, Stuttgart
T: +49 711 689 3552
M: +49 151 2300 1111
linda.behringer@is.mpg.de

idw 2019/03