Umelé zdroje znečistenia ovzdušia
Čo patrí medzi najnebezpečnejšie znečisťujúce látky patria výplody z dopravy a priemyslu?
Mikroroboty, ktoré sa hýbu bez mozgu aj inštrukcií: Ako je to možné?
Čo ak by robot nepotreboval procesor, senzory ani softvér? Čo ak by mu stačilo len to správne telo? Holandskí vedci práve ukázali, že táto myšlienka nie je sci-fi. Ich výsledky prepisujú pravidlá robotiky na mikroúrovni.
Tieto mikroroboty z Holandska merajú len niekoľko desiatok mikrometrov, čo znamená, že sú oveľa menšie, než je šírka ľudského vlasu. Napriek tomu dokážu plávať, vnímať okolie, navigovať sa a prispôsobovať sa okolnostiam takým spôsobom, ktorý pôsobí až nečakane životaschopne. A to všetko bez mozgu.
Profesorka Daniela Kraft a výskumník Mengshi Wei z Leidenského inštitútu fyziky v Holandsku navrhli mäkké, reťazové mikroroboty z pružne prepojených segmentov a vyrobili ich pomocou 3D mikrotlačiarne Nanoscribe.
Každý štrukturálny prvok meria 5 mikrometrov, spojovacie kĺby len 0,5 mikrometra. Táto výrobná presnosť je podľa výskumníkov na samej hranici toho, čo je v súčasnom 3D tlačení technicky možné.
Mohlo by vás zaujímať
Nový cement zo sopečnej horniny môže znížiť emisie až o 67 %
Inšpirácia z prírody
Kľúčom k prelomovému dizajnu bolo pozorovanie živočíchov a inšpiráciou bola príroda. Daniela Kraft vysvetľuje: „Živočíchy ako červy a hady neustále prispôsobujú svoj tvar počas pohybu, čo im pomáha navigovať sa v prostredí. Makroskopické roboty rovnako využívajú flexibilitu. Avšak doteraz boli mikroroboty buď malé a pevné, alebo veľké a flexibilné. Zaujímalo nás, či dokážeme vytvoriť malé a flexibilné mikroroboty.“
Keď vedci zapli elektrické pole, reťazové štruktúry sa na ich vlastné prekvapenie začali pohybovať. V aktivovanom stave sa pohybujú rýchlosťou asi 7 µm/s.
Správanie robotov vychádza z ich dizajnu, nie z vopred naprogramovaných inštrukcií.
Tvar ako mozog
Najprekvapivejším objavom nebola samotná schopnosť pohybu, ale spätná väzba medzi formou a funkciou. „Objavili sme nepretržitú spätnú väzbu medzi tvarom a pohybom robota: tvar ovplyvňuje to, ako sa pohybuje, a jeho pohyby zasa menia jeho tvar. Tento mikrorobot teda vníma, ako prostredie mení jeho telo, a reaguje na to, čo ho robí na pohľad živým. To znamená, že sme nepotrebovali mikroskopickú elektroniku na integráciu inteligentných schopností,“ hovorí Kraft.
Wei dodáva: „Keď náš mikrorobot narazí na prekážku, automaticky hľadá inú cestu. A keď sa stretnú dva roboty, prirodzene sa od seba odklonia.“ Roboty sa dokážu pohybovať aj v prehustenom prostredí a odhrnúť predmety, ktoré im bránia v ceste.
Medicína zajtrajška
Vedci vidia potenciálne využitie takýchto robotov v cielenej distribúcii liečiv a v rozvinutí len minimálne invazívnych medicínskych procedúr.
Ďalším krokom je porozumieť tomu, ako presne toto dynamické správanie vzniká — tento poznatok potom pomôže vyvinúť pokročilejšie mikroroboty, ale aj lepšie pochopiť fyziku biologických mikroplavcov a organizmov.
Svet robotiky tak vytvoril novú otázku: čo ak najlepší mozog nie je ten digitálny, ale tvarový?
Text: Zázračná planéta
Foto: Univerzita v Leidene
1/1
