Znanstveniki so dosegli prelomnico, ki še pred nekaj leti ni bila niti teoretično izvedljiva. Raziskovalne skupine iz University of Pennsylvania in University of Michigan so razvile najmanjše znane programabilne robote na svetu, ki lahko delujejo samostojno, zaznavajo okolico in se premikajo brez klasičnih motorjev ali baterij.
Gre za mikrorobote, katerih dimenzije se merijo v nekaj sto mikrometrih. To pomeni, da so tanjši od človeškega lasu in s prostim očesom praktično nevidni. Kljub temu pa vsebujejo vse osnovne gradnike pravega robota: procesno logiko, pomnilnik, senzorje in pogonski mehanizem.
Miniaturni računalnik na mikroskopski ravni
Ena največjih posebnosti teh robotov je vgrajeno CMOS vezje, ki deluje kot mikroračunalnik. Ta omogoča, da robot ni zgolj pasiven objekt, temveč lahko izvaja enostavne odločitve glede na pogoje v okolju. Robot lahko na primer zazna temperaturne spremembe ali svetlobne signale in se nanje odzove s spremembo gibanja.
Po poročanju tujih znanstvenih medijev gre za prve robote te velikosti, ki združujejo zaznavanje, obdelavo podatkov in gibanje v enem samem mikroskopskem sistemu.
Energija iz svetlobe namesto baterije
Pri tako majhnih dimenzijah klasične baterije niso možne. Raziskovalci so zato uporabili mikro sončne celice, ki energijo črpajo neposredno iz svetlobe. Že nekaj deset nanovatov električne moči zadostuje za delovanje vezja in pogonskega sistema.
Svetloba ima še eno vlogo. Z natančno usmerjenimi svetlobnimi pulzi lahko raziskovalci robote tudi programirajo oziroma jim pošiljajo ukaze. S tem se izognejo potrebi po brezžični komunikaciji, ki bi bila pri tej velikosti tehnično izjemno zahtevna.
Gibanje brez motorjev
Na mikroskopski ravni klasični mehanski pogoni ne delujejo učinkovito. Viskoznost tekočin je pri tej velikosti zelo izrazita, zato so znanstveniki uporabili drugačen pristop. Robot ustvarja lokalno električno polje, ki premika nabite delce v tekočini okoli njega. Posledično nastane potisna sila, ki robota premakne v želeno smer.
Tak način gibanja je zelo primeren za delovanje v tekočinah, kar je ključno za prihodnje medicinske in biološke aplikacije.
Zakaj je to pomembno
Čeprav gre trenutno še za laboratorijski prototip, ima tehnologija velik potencial. Raziskovalci vidijo uporabo na več področjih:
- ciljno dostavljanje zdravil neposredno do določenih celic
- spremljanje bioloških procesov znotraj tekočin ali tkiv
- mikroskopsko sestavljanje struktur v industriji
- razvoj kolektivnih sistemov, kjer več tisoč mikrorobotov deluje usklajeno
Posebej obetavna je medicina, kjer bi takšni roboti v prihodnosti lahko potovali po krvnem obtoku in izvajali zelo natančne naloge, ki so danes nemogoče.
Prvi korak v novo tehnološko smer
Raziskovalci poudarjajo, da to ni končna rešitev, temveč temelj nove generacije mikrosistemov. Naslednje različice bodo imele več senzorjev, večjo stopnjo avtonomije in boljše prilagajanje okolju.
Razvoj najmanjšega programabilnega robota na svetu tako ni le znanstvena zanimivost, ampak jasen signal, da se robotika seli v popolnoma novo dimenzijo, kjer velikost ni več omejitev, temveč prednost.
Slovenian