- 1. Mikroskopski robot aktiviran laserom
- 2. Aqua robot nadahnut morskim stvorenjima
- 3. Bioinspirirani mikro-robot
- 4. Lego-slični magnetski mikrobotovi
- 5. Mali roboti
- 6. Harvardski ambulantni mikrobot ili HAMR-JR
- 7. RoBeetle
- 8. Magnetske T-poluge
- 9. Mikrorobot za sve terene
- 10. RoboFly
Robotska revolucija je u tijeku! Mikro robotika, novo područje istraživanja u kojem se odvija međusobno spajanje mikrotehnologije i robotike, brzo otvara put za razvoj robota koji su manji od ljudske dlake. Da, dobro ste pročitali. Od mikrobotova koji mogu hodati, letjeti, plivati, penjati se, puzati i obavljati razne zadatke poput isporuke droge u naša tijela, prepoznavanja karcinoma, uništavanja tumora; napravljeno je nekoliko inovacija širom svijeta.
Da bi dodali marš ovih naprednih izuma, znanstvenici su također smislili mikro-robote male manje od 1 milimetra. Inženjeri i programeri širom svijeta neprestano rade na napretku na ovom polju i razvijaju mikro robote koji se ne mogu vidjeti golim okom. Sve zahvaljujući najnovijem napretku elektronike, mehanike nanotehnologije i računarstva.
Od mikro-robota koji se razvijaju, neki se pojavljuju kao nevjerojatno korisni alati, dok su drugi osmišljeni i razvijeni kao kreativne ideje za daljnje inovacije na polju mikro-robotike. Evo 10 najboljih nevjerojatno kreativnih i naprednih mikro-robota razvijenih 2020. Ovi mikrobotovi rezultat su vrhunskog inženjerstva i razvijeni su za rješavanje mnogih svrha; bilo na polju vojske, zdravstva ili inženjerstva. Dakle, bez daljnjega, provjerimo ih.
1. Mikroskopski robot aktiviran laserom
Istraživači iz Cornella i Sveučilišta Pennsylvania izgradili su mikroskopske robote koji se sastoje od jednostavnog sklopa izrađenog od silicijskih fotonaponskih sustava, posebno trupa i dijela mozga, te četiri elektrokemijska aktuatora koji rade kao noge. Ovi laserski aktivirani mikro-roboti debljine su oko 5 mikrona, širine 40 mikrona i duljine od 40 do 70 mikrona. Ovim se malim robotima upravlja bljeskajućim laserskim impulsima na različitim fotonaponskim sustavima, što pomaže u punjenju zasebnog skupa nogu. Da bi robot mogao hodati, laser se prebacuje naprijed-natrag između prednjeg i stražnjeg fotonapona.
2. Aqua robot nadahnut morskim stvorenjima
Nedavno su istraživači sveučilišta Northwestern razvili mekani robot nalik na život koji može hodati ljudskom brzinom, podizati prijevoz tereta na različita mjesta, penjati se uz brda, plesati itd. Ovaj mikro-robot nalikuje hobotnici s četiri noge unutar spremnika napunjenog vodom i idealan je za upotrebu u vodenom okruženju. Ovaj mali, centimetarski vodeni robot oponaša ponašanje morskog života i kreće se brzinom od jednog koraka u sekundi. Gotovo 90% masene vode ne zahtijeva složeni hardver, hidrauliku ili električnu energiju za kretanje, već se aktivira svjetlom i hoda u smjeru vanjskog rotacijskog magnetskog polja. Struktura ovog mikro-robota napunjena vodom i ugrađeni kostur poravnanih nikalnih niti su feromagnetski, što omogućuje precizno kretanje i okretnost.
3. Bioinspirirani mikro-robot
Uzimajući inspiraciju iz bijelih krvnih stanica, tim znanstvenika s Instituta za inteligentne sustave Max Planck (MPI-IS) u Stuttgartu izumio je maleni mikro-robot koji nalikuje bijelim krvnim stanicama koje putuju kroz krvožilni sustav. Ovaj mikro-robot oblikom, veličinom i mogućnostima kretanja nalikuje leukocitima. Robot za isporuku lijeka u obliku kuglice može podnijeti simulirani protok krvi. Obuhvaća svaku ćeliju nudeći idealnu rutu za navigaciju. Promjer ovog mikrokontrolera je ispod 8 mikrometara i izrađen je od staklenih mikročestica. Jedna strana prekrivena je tankim filmom nikla i zlata, druga molekulama lijekova protiv raka i specifičnim biomolekulama koje mogu prepoznati stanice raka. Ima presvlaku staničnih antitijela na površini i može otpustiti molekule lijeka. U laboratorijskim uvjetima,mikrokontroler može postići brzinu do 600 mikrometara u sekundi što je oko 76 duljina tijela u sekundi.
4. Lego-slični magnetski mikrobotovi
Eunhee Kim i Hongsoo Choi, dva inženjera s Daegu Gyeongbuk instituta za znanost i tehnologiju u Južnoj Koreji, i njihovi kolege izgradili su pravokutne robote koji mogu raditi kao spojnici živčanih stanica, premošćujući praznine između dvije različite skupine stanica. Dimenzije 300 mikrometara duljine i 95 mikrometara, sićušni lego-slični magnetski mikrobotovi mogu spojiti moždane stanice (pojedine neurone) da naprave neuronsku mrežu.
5. Mali roboti
Istraživači iz ETH Zurich razvili su 3D tiskane mikro-robote koji su sposobni isporučivati teret droge krvnim žilama u ljudskom tijelu. Ti su mikro-roboti toliko sićušni da mogu manevrirati kroz naše krvne žile i dostavljati lijekove do određenih točaka u tijelu. Minijaturni roboti stvoreni su tehnikom 3D ispisa koja uključuje složeno spajanje više materijala. Metali i polimeri imaju različita svojstva, a oba materijala nude određene prednosti u izgradnji mikro strojeva. Dva materijala, tj. Metal i plastika, međusobno se spajaju jednako kao karike u lancu.
6. Harvardski ambulantni mikrobot ili HAMR-JR
Istraživači s Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) i Harvard Wyss Institute za biološki nadahnuto inženjerstvo dizajnirali su i programirali robota nadahnutog žohara, HAMR - JR. Ovaj robot veličine penija mjeri 2,25 centimetara duljine tijela i težak je oko 0,3 grama, a može trčati oko 14 duljina tijela u sekundi.
7. RoBeetle
RoBeetle je maleni autonomni robot za puzanje kukaca veličine 88 miligrama, pogonjen katalitičkim izgaranjem metanola. Ovaj maleni robot, koji su razvili istraživači sa Sveučilišta Južne Kalifornije, radi na metanolu i koristi umjetni mišićni sustav za puzanje, penjanje i nošenje tereta na leđima do dva sata. RoBeetle dug 15 milimetara (.6 inča) koristi sustav umjetnih mišića na bazi tekućeg goriva (metanola) koji pohranjuje oko 10 puta više energije od baterije iste mase.
Ovaj mikro robot ima četiri noge. Stražnje noge su mu fiksirane, a prednje noge pričvršćene su na prijenosnik koji je povezan s lisnatom oprugom zategnutom na način da noge povuče unatrag. Tijelo robota djeluje kao spremnik za gorivo koji se puni metanolom, a dizajn je takav da robot može stajati uspravno kada miruje. Mehanički dizajn sustava može modulirati protok goriva koristeći čisto mehanički sustav.
8. Magnetske T-poluge
Istraživači iz ACS Applied Materials & Interfaces dizajnirali su T-Budbote, biokompatibilne mikromotore iz pupova čaja za uklanjanje biofilmova, oslobađanje antibiotika za ubijanje bakterija i čišćenje ostataka. Maleni botovi mogu integrirati antibiotik ciprofloksacin zbog elektrostatičke interakcije na njihovoj površini, povećavajući time svoju antibakterijsku učinkovitost protiv strašnih patogenih bakterijskih zajednica Pseudomonas aeruginosa i Staphylococcus aureus. Čajni pupoljci kamelije sinensis su porozni, netoksični, jeftini i biorazgradivi. Štoviše, pupoljci čaja sadrže i polifenole koji imaju antimikrobna svojstva.
9. Mikrorobot za sve terene
Inženjeri sa sveučilišta Purdue razvili su mikrorobot za sve terene sićušan poput nekoliko pramenova ljudske kose. Ovaj mikrorobot može putovati kroz debelo crijevo izvlačenjem unatrag i transportiranjem droge kod ljudi s debelim crijevima i drugim organima koji imaju neravne terene. Robot za sve terene premalen je da bi mogao nositi bateriju; stoga se napaja i bežično kontrolira izvana magnetskim poljem.
10. RoboFly
Posljednje, ali ne najmanje važno, evo jednog pod nazivom RoboFly. Istraživači sa Sveučilišta u Washingtonu stvorili su ovaj mikrorobot s lepršavim krilima od 74 mg koji se može kretati u zraku, zemlji i vodenim površinama. Ovaj novi robot izrađen je pomoću manjeg broja komponenata u usporedbi s ostalim razvijenim robotima veličine insekata. To je pomoglo u pojednostavljenju postupka izrade. Dizajn ovog robota je takav da šasija ima samo jedan složeni laminatni list.
RoboFly koristi svoja dva mlatarajuća krila pogođena piezoelektričnim aktuatorima da leti i lebdi kao što to čine neki insekti. Može se kretati i upravljati tlom koristeći se mašućim krilima. Budući da je robot lagan, ako se modificira sa skupom od tri dodatka poput stopala, može sletjeti na vodene površine. Po slijetanju, robot se može kretati i upravljati vodom po istom principu koji se koristi za kretanje po tlu.
Nisu li vas ovi sićušni roboti ostavili zapanjenim? Naš popis mikro-robota možda nije potpun, jer zasigurno se događa više inovacija dok bilježimo te mikro-robote ili smo možda propustili neke od njih, ali popis će vam dati prilično dobru ideju o tome gdje su inovacije na polju mikro-robotike danas stoje i u kojem smjeru to ide.