Souhrn
Výzkumníci z Pensylvánské univerzity a Michiganské univerzity pod vedením Marca Miskina vyvinuli nejmenší plně autonomní roboty, které měří pouze 200 × 300 × 50 mikrometrů, tedy zhruba desetinu milimetru. Tyto roboty se pohybují, vnímají prostředí, vykonávají základní výpočty a reagují samostatně bez jakéhokoli vnějšího ovládání, kabelů nebo magnetického navádění. Výsledky byly publikovány v časopisech Science Robotics a Proceedings of the National Academy of Sciences.
Klíčové body
- Velikost robotů odpovídá velikosti mnoha mikroorganismů, což umožňuje práci na buněčné úrovni.
- Každý robot je samostatný, levný na výrobu (přibližně 1 cent za kus) a schopný dlouhodobé autonomie až na měsíce.
- Integrují napájení, logiku a pohyb v ultra malé struktuře.
- Potenciál pro sledování chování jednotlivých buněk, výzkum mikroskopických prostředí nebo stavbu mikrom strojů.
- Zatím pouze experimentální, bez praktických aplikací mimo laboratoř.
Podrobnosti
Tyto mikroskopické roboty představují významný posun v oblasti mikrorobotiky, kde předchozí systémy byly o řády větší a závislé na externím ovládání. Marc Miskin, pomocný profesor elektrotechniky a systémového inženýrství na Pensylvánské univerzitě, zdůrazňuje, že jejich velikost je srovnatelná s biologickými buňkami, což otevírá dveře k experimentům nedosažitelným pro větší roboty. Roboti jsou vyrobena z tenkých vrstev polovodičů a polymerů, které umožňují vestavěné senzory pro detekci prostředí, jednoduché obvody pro zpracování dat a aktuátory pro pohyb. Pohybují se pomocí deformace povrchu, která vytváří vlnové pohyby, podobně jako řasinky u bakterií.
Výroba je založena na fotolitografii a samo sestavování, což umožňuje hromadnou produkci za minimální náklady. Každý robot obsahuje solární články pro napájení z okolního světla nebo chemické zdroje energie, základní logiku pro rozhodování (například vyhnutí se překážkám) a schopnost ukládat data. Testy ukázaly, že roboty přežívají v tekutinách a na površích po dobu měsíců, pokud jsou podmínky vhodné, jako je stabilní teplota a absence agresivních chemikálií.
V porovnání s předchozími mikroroboty, které často vyžadovaly magnetická pole pro navigaci nebo byly pouze pasivní senzory, tyto jednotky dosahují plné autonomie. To znamená, že mohou samostatně prozkoumávat prostory, sbírat data o mikroprostředích nebo interagovat s biologickými strukturami. Například by mohly sledovat migraci buněk v tkáni nebo monitorovat chemické gradienty v laboratorních kulturách. Výzkum zdůrazňuje výzvy, jako je omezená výpočetní síla kvůli velikosti a citlivost na environmentální faktory, ale ukazuje cestu k škálovatelným mikrosystémům.
Proč je to důležité
Tento průlom v robotice posouvá hranice autonomie na úroveň, kde se roboty stávají srovnatelnými s živými organismy, což má dalekosáhlé dopady pro biomedicínu a materiálový výzkum. V širším kontextu technologického ekosystému to urychluje vývoj mikrom strojů, které by mohly nahradit tradiční metody pozorování buněk, jako je mikroskopie s fixací vzorků. Pro průmysl to znamená potenciál v personalizované medicíně, kde by roboty navigovaly tkáně k doručení léků nebo diagnostice na buněčné úrovni, i když to zatím zůstává teoretické.
Jako expert na robotiku vidím zde klíčový krok k integraci robotiky s biologickými systémy, podobně jako u pokroků v nanotechnologiích. Nicméně chybí detaily o výdrži v reálných biologických prostředích, jako je krev nebo tkáň, a bezpečnostní aspekty, jako je biologická odbouritelnost. Tento výzkum inspiruje další inovace, například kombinaci s AI pro pokročilejší rozhodování, a může ovlivnit soutěž mezi univerzitami a firmami jako Boston Dynamics v oblasti malých autonomních systémů. Celkově představuje technický milník, který rozšiřuje možnosti experimentální robotiky o novou dimenzi.
(Celkem cca 550 slov)
Zdroj: 📰 Ghacks Technology News
