A kutatók apró robotrákot fejlesztettek ki, amely kisebb, mint egy bolha: Szubmilliméteres léptékű több anyagú földi robotok

Szubmilliméteres léptékű több anyagú földi robotok- A kutatók apró robotrákot fejlesztettek ki, amely kisebb, mint egy bolha

A rekord méretű mikro robotot a Northwestern Egyetem mérnökei fejlesztették ki, és egy apró kukucskáló rák formájában érkezik.

A rák robot kisebb, mint egy bolha, átmérője mindössze fél milliméter. Ennek ellenére képes hajlítani, csavarni, kúszni, sétálni, fordulni és ugrani, mindezt távvezérlés mellett. Mindez pedig a szubmilliméteres léptékű, több anyagú földi robotikával kapcsolatos kutatások csúcspontjának köszönhető, amelyről az egyetem mérnökcsapata most publikált egy tanulmányt.

A robot alakmemóriás ötvözetből készült, amely hevítés hatására „megjegyzett” alakra képes átalakulni. Lézerrel gyorsan felmelegítenek egy vékony üvegbevonatot a roboton, amely visszaadja az emlékezett alakját, majd a lehűlés során deformálódik, lehetővé téve a mozgást.

A pásztázás iránya, amelyet a lézer a felületre alkalmaz, meghatározza a haladási irányt, és mivel a robot szerkezete olyan kicsi, a lehűlés nagyon gyorsan történik, lehetővé téve a “gyorsabb működést”. Ami azt illeti, hogy a kis rák milyen gyorsan tud mozogni, az átlagos sebesség másodpercenként a robot rák testhosszának fele.

A szubmilliméteres méretű robotok olyan alkalmazások számára érdekesek, melyek a klinikai orvoslásban a minimálisan invazív sebészeti eljárásokhoz használható eszközöktől a sejtek/szövetek manipulálására szolgáló eszközökig terjednek a biológiai kutatásokban. Az ilyen robotokban használható szerkezetek és anyagok korlátozott osztályai azonban kihívást jelentenek a kívánt teljesítmény paraméterek és működési módok elérésében. 

A gyártási eljárás az ellenőrzött mechanikus kihajlást használja ki, hogy 3D-s többanyagú struktúrákat hozzon létre olyan elrendezésekben, amelyek a filamentumok tömbjétől és az origami konstrukcióktól a biomimetikus konfigurációkig terjednek. Az egyirányú alakmemóriájú ötvözethez kapcsolódó erők egyensúlya és a tokozóhéj rugalmas rugalmassága biztosítja az alapot e szerkezetek visszafordítható deformációjához.

A mozgás és a manipuláció módjai a hajlítástól, csavarástól és a globális felmelegedés hatására történő tágulástól a lineáris/görbe vonalú kúszásig, gyaloglásig, fordulásig és ugrásig terjednek lézer által kiváltott helyi hőhatás hatására. A fotonikus szerkezetek, mint például a retroreflektorok és a kolorimetriás érzékelő anyagok, támogatják a vezeték nélküli megfigyelés és lokalizáció egyszerű formáit. Ezek az anyagok, a gyártás, a működtetés és az érzékelés terén elért kollektív előrelépések a technológia ezen feltörekvő területének egyre bővülő képességeit bővítik.

“Technológiánk számos szabályozott mozgásmódot tesz lehetővé, és másodpercenként testhosszának fele átlagos sebességgel tud járni” – tette hozzá Yonggang Huang, az elméleti munka vezetője. „Ezt ilyen kis léptékben nagyon nehéz elérni a földi robotok számára. Elképzelhetjük például ezeket a mikrorobotokat sebészeti asszisztensként az eltömődött artériák tisztítására, a belső vérzés megállítására vagy a rákos daganatok megszüntetésére – mindezt minimálisan invazív eljárások során. Ezekkel az összeszerelési technikákkal és anyagkoncepciókkal szinte bármilyen méretű vagy 3D-s méretű sétálórobotot építhetünk” 

Azok számára akik ezt a nem hétköznapi témát szeretnék még jobban megismerni, azok számára itt egy rövidke videó erről a nme mindennapi csodáról.