Τα μικρότερα αυτόνομα ρομπότ στον κόσμο: Μια επανάσταση στη νανορομποτική
Στη ρομποτική, το μικρό μέγεθος συχνά αποτελεί πλεονέκτημα, όμως η κατασκευή λειτουργικών ρομπότ σε κλίμακα μικρότερη του ενός χιλιοστού παραμένει εξαιρετικά δύσκολη. Όπως εξηγεί ο καθηγητής ρομποτικής Μαρκ Μίσκιν από το Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια, ο κλάδος αντιμετωπίζει το ίδιο τεχνικό εμπόδιο εδώ και τέσσερις δεκαετίες.
Ερευνητές από το Penn και το Πανεπιστήμιο του Michigan κατάφεραν να ξεπεράσουν αυτό το όριο, δημιουργώντας τα μικρότερα πλήρως προγραμματιζόμενα και αυτόνομα ρομπότ που έχουν κατασκευαστεί μέχρι σήμερα. Οι συσκευές αυτές, μικρότερες από έναν κόκκο άμμου, διαθέτουν αισθητήρες, δυνατότητα αντίδρασης στο περιβάλλον και ικανότητα κίνησης σε σύνθετα μοτίβα. Σύμφωνα με τη δημοσίευση στο Science Robotics, λειτουργούν με ελάχιστη ενέργεια και τροφοδοτούνται από το φως.
Ο Κέβιν Τσεν από το MIT χαρακτήρισε την εξέλιξη «σημαντική πρόοδο για τη νανορομποτική», επισημαίνοντας ότι πρόκειται για τα μικρότερα αυτόνομα ρομπότ που έχει δει.
Πώς κινούνται τα ρομπότ
Η ομάδα του Μίσκιν ανέπτυξε το σύστημα πρόωσης. Τα ρομπότ λειτουργούν σε υγρά περιβάλλοντα και κινούνται δημιουργώντας ένα μικροσκοπικό ηλεκτρικό πεδίο που ωθεί τα μόρια του νερού. Χωρίς πόδια ή χέρια –τα οποία σε τόσο μικρή κλίμακα είναι δύσκολο να κατασκευαστούν και εύκολο να σπάσουν– τα ρομπότ είναι ιδιαίτερα ανθεκτικά και μπορούν να κινούνται για μήνες, αρκεί να έχουν πρόσβαση σε πηγή φωτός.
Ιατρικές εφαρμογές
Οι επιστήμονες συγκρίνουν συχνά την τεχνολογία με την ταινία «Φανταστικό Ταξίδι» του 1966, όπου μικροσκοπικοί επιστήμονες εισέρχονται στο ανθρώπινο σώμα. Τα νέα ρομπότ θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για:
- μέτρηση τοπικών θερμοκρασιών στο σώμα
- λήψη μικροσκοπικών δειγμάτων ιστού
- στοχευμένες διαγνωστικές εφαρμογές
Ορισμένα είδη φωτός μπορούν να διαπεράσουν τον ανθρώπινο ιστό, επιτρέποντας στα ρομπότ να τροφοδοτούνται ακόμη και μέσα στο σώμα. Εναλλακτικά, μπορούν να ενεργοποιηθούν με υπερήχους.
Ο «εγκέφαλος» των ρομπότ
Το εργαστήριο του Ντέβιντ Μπλάου στο Michigan ανέπτυξε τον μικροσκοπικό ενσωματωμένο υπολογιστή που επιτρέπει τον προγραμματισμό τους μέσω παλμών φωτός. Κάθε ρομπότ μπορεί να λάβει διαφορετικές εντολές, επιτρέποντας σε ομάδες ρομπότ να συνεργάζονται για πιο σύνθετες εργασίες, όπως χαρτογράφηση μικρών χώρων.
Πώς μεταδίδουν δεδομένα
Οι ερευνητές ανέπτυξαν έναν τρόπο ώστε τα ρομπότ να «κωδικοποιούν» πληροφορίες στις κινήσεις τους. Για παράδειγμα, η θερμοκρασία μπορεί να μετατραπεί σε συγκεκριμένο μοτίβο κίνησης, το οποίο στη συνέχεια καταγράφεται με μικροσκόπιο και αποκωδικοποιείται από υπολογιστή.
Πιθανές μελλοντικές χρήσεις
Πέρα από την ιατρική, τα ρομπότ θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν:
- στην κατασκευή μικροσκοπικών ηλεκτρονικών
- στη χάραξη και επιμετάλλωση υλικών σε νανοκλίμακα
- στην επισκευή μικροδομών
Σε προηγούμενη έρευνα, τα ρομπότ είχαν δείξει ότι μπορούν να «καλλιεργούν» μέταλλο πάνω στο σώμα τους και να συνδέονται μεταξύ τους για να επιδιορθώνουν υλικά.
Το κόστος τους είναι εντυπωσιακά χαμηλό: η πρώτη παρτίδα κόστισε περίπου 10 δολάρια ανά ρομπότ, αλλά σε μαζική παραγωγή το κόστος θα μπορούσε να πέσει ακόμη και στο ένα σεντ.
Το επόμενο βήμα
Το μόνο που δεν μπορούν ακόμη να κάνουν είναι να επικοινωνούν μεταξύ τους, όπως τα μυρμήγκια ή τα κύτταρα. Οι επιστήμονες όμως εργάζονται ήδη πάνω σε αυτό.
