Samodzielne mikroroboty

fot. pixabay

Naukowcy z Uniwersytetu Pensylwanii i Uniwersytetu Michigan zbudowali milimetrowego robota wyposażonego w komputer pokładowy i czujniki.

Badacze od wielu lat próbują opracować mikroskopijne roboty, nie tylko do zastosowań medycznych, ale także do monitorowania środowiska i produkcji przemysłowej. Jednak dotychczas wymagały one zewnętrznych systemów sterowania i nie mogły podejmować autonomicznych decyzji w nieznanym im środowisku.

W badaniu opublikowanym w czasopiśmie Science Robotics zespół opisuje, jak pokonał wyżej wymienione przeszkody, tworząc autonomicznego, programowalnego robota mniejszego niż ziarenko ryżu.

Kluczowym przełomem było przeniesienie wymaganej mocy obliczeniowej bezpośrednio do ciała robota, wykorzystując do tego celu technologię CMOS. Każdy robot ma od 210 do 270 mikrometrów szerokości, a wszystkie jego systemy są ściśle zintegrowane. Należą do nich wbudowane ogniwa fotowoltaiczne, które przechwytują światło z zewnętrznych diod LED i są przeznaczone do zasilania systemu, procesor, czujniki do pomiaru temperatury i siłowniki do realizacji ruchu.

Naukowcy poddali robota testowi z gradientem temperatury. Umieścili go w naczyniu laboratoryjnym wypełnionym płynem chłodnym na jednym końcu, a ciepłym na drugim, a następnie stale oświetlali, aby zasilać jego ogniwa fotowoltaiczne. Robot został zaprogramowany tak, aby wykrywał temperaturę i, gdy ta spada, wykonywał ruch łukowy w poszukiwaniu cieplejszego płynu. Gdy temperatura rosła, obracał się natomiast w tym samym miejscu, aby pozostać w ciepłym obszarze. Łącznie przeprowadzono 56 prób, w ramach których roboty z powodzeniem zrealizowały zaprogramowaną strategię.

Programowanie i obliczenia sprzętowe pozwalają pojedynczemu, uniwersalnemu mikrorobotowi wykonywać szereg zadań, które można rekonfigurować na żądanie po jego wyprodukowaniu. Sam proces wytwarzania nie musi być na dodatek kosztowny. Jednym z kolejnych celów badaczy jest opracowanie w pełni zintegrowanego, bezprzewodowego systemu lokomocji, który do poruszania robota nie będzie potrzebował zewnętrznego źródła światła.

(rr)