Papucsállatka méretű, járni képes robotok térképezhetik fel az emberi testet

Nincsen túlélhető és fenntartható jövőnk tudomány nélkül, ahogy nekünk sincsen nélkületek. Támogasd a Qubit munkáját!

Szinte mindenhová belefér az emberi testben az a miniatűr robot, amelyet a Cornell Egyetem kutatói fejlesztettek. A papucsállatkánál kisebb, lézer irányítású robot ráadásul elég olcsó a tömeggyártáshoz. 

A sétáló robotkákat Itai Cohen és Paul McEuen, a Cornell fizikusai, valamint Marc Miskin, a Pennsylvaniai Egyetem adjunktusa hozták létre, és a fejlesztést a Nature-ben szerdán megjelent tanulmányban mutatták be. A mostani eredmény Cohen korábbi munkáin alapul, a fizikus alakváltásra képes, origami inspirálta mikogépeket hozott létre. 

Az új, papucsállatkánál is kisebb robottal azonban sikerült legyőzni egy jelentős akadályt: azt, hogy eddig hiányzott egy olyan mikrométer tartományban működő aktuátorrendszer, amely tökéletesen integrálható a félvezetőkkel, miközben reagál a standard elektronikus vezérlő jelekre.

A robotok 40-70 mikron hosszúak, 40 mikron szélesek, vastagságuk pedig 5 mikron (a mikron egy méter milliomod része, vagy egy milliméter ezredrésze). Négy lábuk elektromechanikus aktuátorokból áll (ez a szó olyan beavatkozó elemet takar, amely képes valamilyen irányító jelnek megfelelő hatás kifejtésére), testük és fejük pedig szilícium fotovoltaikus áramkört tartalmaz. 

„Ami a robot agyát illeti, bizonyos értelemben csak a már létező izgalmas félvezető-technológiát kicsinyítettük le. A lábak azonban nem léteztek korábban – mondta McEuen a Cornell Newsnak. – Nem voltak használható, kis méretű, elektromosan aktiválható aktuátorok. Ezeket nekünk kellett feltalálnunk, majd kombinálnunk az elektronikával.”

A csodalábakat atom vastagságú platinacsíkok borítják, míg a végeikre titán sapkák kerültek. Ha a platinát elektromos töltésnek teszik ki, a körülötte lévő kémiai oldatból származó negatív töltésű ionok sietnek a platina felületére, hogy semlegesítsék a töltést. Ez teszi lehetővé, hogy a lábak meghajoljanak. Hogy a robot meg is mozduljon, a kutatók lézerimpulzusokkal stimulálják a testében található fotovoltaikus áramköröket.

Cohen szerint a robotjaik funkcionálisan elég primitívek, például nem túl gyorsak, és nincs is nagy számítási kapacitásuk, ugyanakkor kompatibilissé tették őket a szabványos mikrocsipekkel – ami lehetővé teszi, hogy okosabbak és gyorsak legyenek, emellett a tömeggyártásuk is elérhető közelségbe kerüljön. Találmányuk legfontosabb eleme, hogy egy apró robotban tudták integrálni a különböző technológiákat.

Mivel ugyanazzal a gyártási módszerrel készül, mint a félvezetők, azokhoz hasonlóan tömeggyártható, ráadásul egy tízcentis szilícium lapból egymillió robot kihozható. A kutatócsoport reményei szerint ezek a mikrorobotok egy napon a testnedvekkel utazhatnak, feloldhatják a plakkokat az érrendszerben, befoltozhaták az ereket, és mintát vehetnek akár a szürkeállományból is.

Miskin szerint egy apró robot irányítása majdnem olyan, mintha az ember lekicsinyítené magát. „Szerintem az ehhez hasonló gépek olyan lenyűgöző világokba kalauzolnak majd el minket, amelyek egyelőre túl kicsik ahhoz, hogy lássuk őket.”

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: