Inginerii din SUA au creat cel mai mic robot de până acum. Ce poate să facă?

Inginerii de la Universitatea Northwestern, Statele Unite ale Americii au dezvoltat cel mai mic robot controlat de la distanță, iar acesta apare sub forma unui crab micuț.

Cu un diametru de doar o jumătate de milimetru, micul crab robotic se poate îndoi, roti, târî, merge, întoarce și chiar sări. Cercetătorii au dezvoltat și un robot de dimensiuni milimetrice care se aseamănă cu viermii, greierii sau gândacii, indică Eurek Alert.

• Neutrinii ar putea fi cheia pentru studierea nucleului Soarelui
• Oamenii de știință au găsit 128 de sateliți noi în jurul lui Saturn

Cu toate că cercetarea este încă în etape primare, cercetătorii sunt de părere că tehnologia lor poate aduce îmbunătățiri pentru domeniul roboticii de mici dimensiuni, cu mașinării care pot executa sarcini practice în interiorul unor spații mici și izolate.

Roboții de dimensiuni milimetrice

În septembrie, cercetătorii au dat publicității un microcip înaripat care era cea mai mică structură zburătoare creată vreodată de om. „Robotica este un domeniu de cercetare fascinant, iar dezvoltarea roboților de dimensiuni milimetrice este un subiect incitant pentru explorarea academică”, a spus John A. Rogers, cel care a condus munca de cercetare experimentală. 

„Ne putem imagina micro-roboți care să acționeze în direcția reparării sau asamblării unor structuri de mici dimensiuni sau ca mașinării în industrie, ori pentru asistență chirurgicală, ca asistenți în curățarea cheagurilor de sânge de pe arterele astupate, pentru oprirea hemoragiilor interne sau pentru elimineare tumorilor canceroase – toate acestea în cadrul unor proceduri minim invazive”.

„Tehnologia noastră permite o multitudine de mișcări controlate și se poate deplasa cu viteze medii de jumătate din lungimea sa pe secundă”, a mai adăugat Yonggang Huang, cel care a condus aspectele teoretice ale cercetării. „Aceasta este o realizare ce a avut o mulțime de provocări, prin raportare la dimensiunile reduse”.

Robotica viitorului

Un pionier în bioelectronică, Rogers este profesor de știința materialelor și inginerie, inginerie biomedicală și chirurgie neurologică la Școala de Inginerie McCormik din cadrul Universității Northwestern și director al Institutului Querrey Simpson pentru Bioelectronică – QSIB. Huang este profesor de inginerie mecanică în cadrul aceleiași școli și un membru cheie al QSIB.

Mai mic decât un purice, acest robot nu este alimentat de un hardware complex, nici de sisteme hidraulice sau electricitate. În schimb, acesta alimentarea sa rezidă din reziliența elastică pe care o are corpul său. Pentru construirea robotului, cercetătorii au folosit un aliaj cu memorie care se transformă în forma pe care „și-o amintește” atunci când este încălzit.

În acest caz, cercetătorii au folosit un flux laser pentru a încălzi rapid robotul în diferite zone și locații de pe corpul acestuia. Pe măsură ce robotul se schimbă, trecând de la o fază la alta – deformându-se la forma amintitiă și înapoi – se crează locomoția. Nu doar că laserul controlează de la distanță sistemul de activare, dar acesta mai poate determina și direcția și sensul de mers. Scanand de la stânga la dreapta, de exemplu, determină robotul să se miște de la dreapta la stânga.

„Pentru că aceste structuri sunt foarte mici, rata de răcire este foarte rapidă”

„Pentru că aceste structuri sunt foarte mici, rata de răcire este foarte rapidă”, explică Rogers. „De fapt, reducerea mărimii acestor roboți le permite o mișcare din ce în ce mai rapidă”. Pentru a produce o creatură atât de mică, Rogers și Huang au apelat la o tehnică pe care au introdus-o acum opt ani de zile -o metodă de asamblare de tip pop-up.

La început, echipa a creeat precursorii structurii umblătoare în formă de crab într-o geometrie plată. Apoi, au lipit acești precursori pe un substrat de cauciuc ușor încins. Când substratul încins este relaxat, are loc un proces de flambaj care determină crabul să „apară” în forme tridimensiunale precis definite.

Cu această modalitate de producție, echipa de la Universitatea din Northwestern poate dezvolta roboți de diferite forme și mărimi. Dar de ce această formă de crab? Se pare că ideea le-a aparținut studenților lui Rogers și Huang. „Cu aceste metode de asamblare și concepte de materiale, putem construi roboți care să meargă și să aibă aproape orice formă și mărime”, spune Rogers. „Dar studenții mei s-au simțit amuzați și inspirați de modul de mișcare al micilor crabi”.

Vă mai recomandăm și:

Următoarele generații de roboți vor putea să își schimbe forma

Cea mai mare rachetă asamblată vreodată aparține SpaceX. Un braț robotic gigant a montat-o

Echipa României, primul loc la Olimpiada de Robotică FIRST Global 2021

Aliajul NASA de 1.000 de ori mai rezistent decât materialele precedente. Cum va fi folosit?