Robotika sa posunula o výrazný krok dopredu. Výskumné tímy v USA predstavili mikroroboty, ktoré sú menšie než zrniečko soli, no napriek tomu dokážu fungovať samostatne a reagovať na svoje okolie. Ide o prelomový výsledok dlhoročného výskumu v oblasti miniaturizovanej robotiky, ktorý otvára úplne nové možnosti pre vedu aj technológie.
Video ukazuje pohyb mikrorobotov v praxi
Súčasťou prezentácie výskumu je aj dostupné YouTube video, v ktorom možno vidieť, ako sa mikroroboty pohybujú pod mikroskopom po osvetlení ich povrchu svetlom.
Po desaťročiach pokusov sa podarilo vyvinúť autonómne roboty s rozmermi len niekoľko stoviek mikrometrov. Tieto zariadenia dokážu pracovať v kvapalnom prostredí, vykonávať jednoduché úlohy a využívať vlastný zdroj energie.
Prelom po štyridsiatich rokoch pokusov
Výroba robota menšieho než milimeter bola dlho považovaná za extrémne náročnú úlohu. Technické limity bránili tomu, aby takýto stroj fungoval bez vonkajšieho riadenia a obsahoval všetky potrebné komponenty.
Novovyvinuté roboty majú približne 200 × 300 × 50 mikrometrov a disponujú:
- mikropočítačom
- základnými senzormi
- miniatúrnym solárnym zdrojom
- pohonným systémom vhodným pre kvapalné prostredia
Nejde o zariadenia, ktoré by dokázali „myslieť“ alebo prijímať rozhodnutia podobné živým organizmom. Ich funkčnosť je založená na jednoduchých algoritmoch a fyzikálnych reakciách. Autonómia spočíva v schopnosti pracovať bez toho, aby ich človek musel priebežne ovládať.
Fyzika mikrosveta mení pravidlá hry
Pri tak malých rozmeroch prestáva dominovať gravitácia a hybnosť. Pohyb v mikrometrálnom meradle výrazne ovplyvňuje viskozita, odpor tekutín a iné povrchové javy. To znamená, že bežné robotické mechanizmy sa v tomto prostredí nedajú použiť.
Z tohto dôvodu bol vytvorený úplne nový spôsob pohonu. Mikroroboty využívajú solárny panel, ktorý premieňa svetlo na elektrickú energiu. Tá vytvára lokálne elektrické polia, ktoré pôsobia na nabité častice v kvapaline. Tok týchto častíc následne generuje pohyb robota.
Tento koncept prináša viaceré výhody:
- neobsahuje žiadne pohyblivé súčasti
- minimalizuje riziko poškodenia
- umožňuje veľmi dlhú prevádzku pri dostatku svetla
- uľahčuje hromadnú výrobu
Mikrorobot za cenu jednej koruny
Zaujímavým aspektom je aj výrobná nákladovosť. Napriek použitým technológiám je možné jeden mikrorobot vyrobiť za pár centov, čo zodpovedá približne jednej slovenskej korune.
Vďaka nízkym nákladom je možné produkovať stovky až tisíce kusov, čo umožňuje ich praktické využitie pri experimentoch a technologických testoch.
V súčasnosti nie sú tieto roboty určené na používanie v ľudskom tele ani na klinické účely. Nateraz ide o výskumnú platformu, ktorá slúži na testovanie možností mikropohonu, senzorických reakcií a autonómnych procesov v mikromierke.
Potenciál do budúcnosti
Súčasné mikroroboty predstavujú základ, na ktorom možno stavať ďalšie technológie. Ich rozmery a samostatnosť by v budúcnosti mohli nájsť uplatnenie v:
- nanotechnologickej výrobe
- mikrosenzorike
- skúmaní biologických štruktúr
- presnom monitorovaní mikroskopických procesov
Popri tomto výskume prebiehajú aj ďalšie experimenty s mikrorobotmi, napríklad s magneticky riadenými jednotkami, ktoré by raz mohli pomáhať pri rozpúšťaní krvných zrazenín. Tieto technológie sú však stále v ranom štádiu a nie sú využívané v medicínskej praxi.
Roboty veľkosti zrniečka soli predstavujú významný technologický krok. Napriek tomu, že ich využitie je zatiaľ prevažne experimentálne, dokazujú, že autonómne systémy možno vytvoriť aj pri extrémne miniatúrnych rozmeroch. Ide o technológiu, ktorá môže v budúcnosti zásadne ovplyvniť výskum aj priemysel.
