Powstały mikroroboty, które kontrolują swoje środowisko

Zespół z Cornell University (USA) stworzył roboty, które potrafią wyczuwać temperaturę otoczenia i wspólnie ją zmieniać.

„Małe rzeczy mogą mieć ogromny wpływ” – mówi prof. Itai Cohen, współautor badania opisanego w magazynie „Nature Electronics”.

Według naukowców jest to pierwszy przykład mikroskopijnych robotów, które potrafią wspólnie zmieniać swoje fizyczne otoczenie.

Wcześniej badacze stworzyli roboty o średnicy porównywalnej z grubością ludzkiego włosa, które potrafią samodzielnie chodzić, wykrywać warunki otoczenia, prowadzić pomiary oraz komunikować się ze sobą. Teraz natomiast opracowali urządzenia, które przepompowują ciecz z cieplejszych obszarów do chłodniejszych lub odwrotnie.

„Rozszerzamy zakres możliwości tych robotów. Chodzi o to, by współpracowały ze sobą i dzięki temu mogły znacząco zmieniać swoje otoczenie. To pierwszy krok w tym kierunku” – podkreśla prof. Cohen.

Badacze inspirowali się naturą. Wzorem dla mechanicznych rzęsek robota były naturalne rzęski i sposób, w jaki pompują płyn. Jednak zamiast bezpośrednio naśladować ich budowę - naukowcy opracowali wydajniejszą konstrukcję z dwoma przegubami, którą można łatwo programować za pomocą sygnałów elektronicznych.

Sekwencyjne ruchy obu przegubów przypominają wiosłowanie – ruch powrotny przebiega innym torem, niż ruch roboczy, dzięki czemu wprawiają one w ruch otaczający je płyn.

Badacze stworzyli matrycę złożoną z 54 takich rzęsek wyposażoną w dwa elektroniczne układy pomiaru temperatury. Układy te komunikują się ze sobą i synchronizują ruchy rzęsek, tak aby wspólnie pompowały płyn w odpowiedzi na temperaturę.

„Zasadniczo określają one, który przegub matrycy rzęsek ma pracować, i w którym momencie. Jeśli temperatura przekracza określony próg, układy nakazują pompowanie w jednym kierunku. Jeśli jest niższa – w przeciwnym” – tłumaczy dr Cohen.

Zdaniem badaczy w przyszłości roboty mogłyby reagować na takie czynniki, jak światło czy poziom pH, wywołując reakcje chemiczne lub podejmując ruchy mechaniczne. Zamiast tworzyć nieruchomy układ, współpracujące ze sobą roboty mogłyby samodzielnie się przemieszczać i reagować w zaprogramowany sposób na określone sygnały z otoczenia. W przyszłości podobne rozwiązania, według naukowców, będą mogły znaleźć zastosowanie m.in. w medycynie i rolnictwie.

Marek Matacz (PAP)

mat/ zan/