Naukowcy z Uniwersytetu Stanu Waszyngton pracuja nad najmniejszymi, najlzejszymi i najszybszymi mikrorobotami, jakie kiedykolwiek stworono. Tego typu uradzenia, wzorowane na mechanizmach znanych z przyrody, sa coraz istotniejsza dziedzina robotyki. Maja coraz wiecej zastosowan w róznych galeziach. Mikroroboty moga byc odpowiedzia m.in. na potrzeby zwiazane z prowadzeniem akcji ratowniczych. Moze sie okazac, ze niektóre z tych technologii beda w przyszlosci musialy zastapic na przyklad pszczoly, którym grozi wyginiecie. Inne zastosowania wiaza sie z chirurgia mikrorobotyczna oraz dazeniem do podawania leków bezposrednio do zródla stanu chorobowego.
– Mikroroboty to inteligentne maszyny o wielkosci redu od milimetra do centymetra, które potrafia sie poruszac po otoczeniu i wykonywac zlozone zadania. Ich dzialanie opiera sie na wielu róznych mechanizmach. Roboty, nad którymi pracuje, opieraja sie na stopach z pamiecia ksztaltu (SMA), czyli specjalnych stopach, które po podgraniu kurcza sie do popredniego zapamietanego stanu, a po ochlodzeniu, rozciagnieciu oraz ponownym podgraniu wracaja do popredniego stanu. Wykorystujac ten mechanizm w modulach wykonawczych, mozemy wywolac ruch robota – informuje w wywiadzie dla agencji Newseria Innowacje Conor Trygstad, doktorant w Laboratorium Autonomicznych Systemów Mikrorobotycznych Uniwersytetu Stanu Waszyngton.
Roboty, o których mowa, sa najmniejszymi, najlzejszymi i najszybszymi mikrorobotami, jakie kiedykolwiek stworono. MiniBug wazy 8 mg, a WaterStrider – 55 mg. Moga sie poruszac z predkoscia okolo 6 mm/s. Co prawda jest to mniej, niz potrafia owady, na których byly wzorowane, ale i tak duzo w porównaniu do innych technologii mikrorobotycznych. We wstepnych testach stworone prez naukowców z WSU silowniki moga uniesc ponad 150-krotnosc wlasnego ciezaru. W porównaniu z innymi technologiami stosowanymi do wprawiania robotów w ruch technologia SMA równiez wymaga jedynie bardzo malej ilosci energii elektrycznej lub ciepla, aby wprawic je w ruch.
– Mikroroboty sa malych rozmiarów, dzieki czemu maja dostep do elementów, do których wiele tradycyjnych robotów nie moze dotrec. Jest to bardzo wazne w przypadku pregladów na przyklad silników czy turbin w fabrykach – nie treba ich rozmontowywac, zeby wykonac preglad za pomoca wiekszego robota, wystarczy posluzyc sie mniejszym robotem, który zmiesci sie wewnatr uradzenia bez koniecznosci jego rozmontowania – przekonuje Conor Trygstad.
Latajace mikroroboty moga byc z powodzeniem stosowane do sztucznego zapylania, co jest bardzo istotne z uwagi na to, ze populacja owadów zapylajacych moze kiedys wyginac. Z danych Komisji Europejskiej wynika, ze liczebnosc dzikich owadów zapylajacych gwaltownie sie zmniejsza pod wplywem dzialalnosci ludzkiej. Zagrozonych wyginieciem jest ponad 40 proc. gatunków owadów, w tym pszczoly. W 2020 roku Swiatowe Forum Ekonomiczne uznalo utrate róznorodnosci biologicznej za jedno z pieciu dlugoterminowych globalnych zagrozen.
Innym potencjalnym zastosowaniem mikrorobotów jest monitorowanie srodowiska. W tym obszare ma sie sprawdzic robot WaterStrider.
– Robot ten moze plywac po takich obszarach jak delty rek lub innych narazonych ekosystemach i wykonywac okreslone zadania zwiazane z ochrona srodowiska lub prowadzic mapowanie geograficzne – wskazuje naukowiec.
Jedna z najwazniejszych dziedzin, w których rozwijana jest robotyka, zarówno w skali mikro, jak i makro, jest medycyna. W mikrorobotyce pokladane sa nadzieje zwiazane z mozliwoscia podawania leków bezposrednio do zmienionego chorobowo miejsca. Dzieki temu mozna bedzie znacznie ograniczyc, a nawet niemal wyeliminowac dzialanie ogólnoustrojowe substancji czynnych. To szczególnie istotne w przypadku, gdy mamy do czynienia z leczeniem bardzo obciazajacym, np. w terapii nowotworów. Mikrorobotyka to równiez szansa na nieinwazyjne interwencje chirurgiczne.
– Z kolei w dzialaniach poszukiwawczo-ratowniczych roboty moglyby sie dostac pod gruzy, aby zlokalizowac uwiezionych pod nimi ludzi i przyspieszyc ich uwolnienie – dodaje Conor Trygstad.
Mozliwosc wyposazenia robotów wielkosci latajacych owadów w uradzenia rejestrujace dzwiek lub obraz, co byloby potrzebne wlasnie w przypadku misji ratunkowych, budzi jednak watpliwosci. Chodzi o mozliwosc szpiegowania ludzi w niemal niezauwazalny, ale za to bardzo skuteczny sposób, bez koniecznosci montowania podsluchów.
– Mikroroboty nie stwaraja zadnego dodatkowego zagrozenia dla przywatnosci, które wykraczaloby poza dotychczasowe zagrozenia. Technologie oparte na kamerach i mikrofonach sa obecnie bardzo rozwiniete i mozna je umieszczac w róznych miejscach. Nie wydaje mi sie, zeby mikroroboty stwaraly jakiekolwiek dodatkowe zagrozenie – uspokaja ekspert.
Najwazniejszym wyzwaniem, jakiemu beda musieli sprostac naukowcy rozwijajacy technologie mikrorobotów, jest ich wewnetrne zasilanie. Gestosc energetyczna obecnie dostepnych akumulatorów jest bowiem niedostateczna w stosunku do potrzeb.
Wedlug Future Market Insights swiatowy rynek mikrorobotów w 2022 roku wypracowal 27 mld dol. przychodów. Rok pózniej kwota wzrosla do prawie 32 mld dol. Do 2033 roku obroty maja wzrosnac ponad pieciokrotnie – do ponad 159 mld dol.