Robot, menší než blecha, může chodit, ohýbat se, kroutit se, otáčet a skákat

16/07/2022 Adam Walko 3 min read 181 Zobrazení blecha, krab, leaser, nanoroboti

Inženýři vyvinuli nejmenšího, dálkově ovládaného, chodícího robota na světě, který napodobuje minikraba. Může se pohybovat do stran bez jakýchkoli drátů, hydrauliky, elektřiny nebo jiných standardních mechanických součástí, napsal server EurekAlert.

Robotičtí krabi, jejichž šířka je pouze jedna padesátina palce (0,5 milimetru), se také mohou ohýbat, kroutit, otáčet a dokonce skákat. Běžně mají chodící roboti mechanickou konstrukci se spoustou pohyblivých částí poháněných zdrojem elektřiny. Tato osminohá zvířátka však mají mnohem zjednodušený design sestávající pouze z několika šikovných materiálů, se kterými lze manipulovat lasery.

Roboti připomínající korýše jsou vyrobeni z elastické slitiny „paměťové pěny“, která se transformuje do svého 3D tvaru jako dětská vyskakovací kniha: 2D obrys slitiny ve tvaru kraba je připevněn k nataženému pryžovému substrátu u robota – chodidla. Když je substrát uvolněný a jeho povrchová plocha se zmenšuje, je materiál vytlačován nahoru do požadovaného 3D krabího tvaru.

Když je 3D slitina zahřívána laserem, snaží se vrátit do původního zploštělého 2D tvaru. Než se však slitina plně vyrovná, rychle vychladne a vypruží zpět do 3D tvaru kraba. Tato rychlá změna tvaru dává robotu pohyb.

Speciální skleněný povlak na slitině usnadňuje nasměrování laserů k zahřívání určitých oblastí robota, což umožňuje širokou škálu pohybů. Aby krab chodil do strany, laser svítí z jedné strany těla na druhou a vytváří jakousi vlnu skrz tělo, jak se zplošťuje a pruží zpět do tvaru; tato vlna pohybu způsobí, že se drobný krab pohybuje ve směru laseru.

Nový robot se může podle prohlášení pohybovat maximální rychlostí přibližně poloviny délky vlastního těla za sekundu. Tato působivá rychlost je možná pouze díky tomu, jak rychle se materiály robota ochlazují po zahřátí laserem. „Protože jsou tyto struktury tak malé, rychlost ochlazování je velmi rychlá,“ uvedl ve svém prohlášení vedoucí výzkumník John Rogers, odborník na nanotechnologie z Northwesternské Univerzity v Illinois. „Ve skutečnosti zmenšení velikosti těchto robotů umožňuje jejich rychlejší běh.“

Při sledování pohybu robota si možná myslíte, že jeho pohyb byl inspirován jeho krabím tvarem. Ve skutečnosti to však bylo naopak; studenti na Northwestern University tento tvar přibili poté, co zjistili, jak materiál reaguje na lasery. „Byl to kreativní rozmar,“ řekl Rogers. „Studenti se cítili inspirováni a pobaveni [podobnostmi s] do stran se plazícími pohyby malých krabů.“

Vědci v nové studii také vytvořili roboty o velikosti milimetru připomínající inchworm, cvrčky a brouky. „S těmito montážními technikami a materiálovými koncepty můžeme postavit chodící roboty téměř jakékoli velikosti nebo 3D tvaru,“ řekl Rogers.

V roce 2021 stejná výzkumná skupina také vytvořila nejmenší létající mikročip na světě, který měl stejnou velikost jako zrnko písku a napodoboval tvar semen javoru.

Kromě toho, že tyto malé stroje vypadají rozkošně, mohou také vykonávat hodnotnou práci. „Můžete si představit mikroroboty jako agenty k opravě nebo sestavování malých struktur,“ řekl Rogers, „nebo jako chirurgické asistenty k čištění ucpaných tepen, k zastavení vnitřního krvácení nebo k odstranění rakovinných nádorů – to vše v minimálně invazivních postupech.“

Studie byla zveřejněna online 25. května v časopise Sciencce Robots.

Zdroj: EurekAlert