Inżynierowie z Uniwersytet Stanu Waszyngton (WSU) dokonali przełomu w dziedzinie robotyki, tworząc najmniejsze, najlżejsze i najszybsze mikroroboty do tej pory. Te urządzenia inspirowane owadami mogą w przyszłości znaleźć zastosowanie w wielu ważnych obszarach, takich jak sztuczne zapylanie, misje poszukiwawczo-ratunkowe, zdalny monitoring środowiska, mikrofabrykacja (tworzenie inteligentnych, elastycznych materiałów tekstylnych), a nawet wspomagana robotycznie chirurgia.
Małe wymiary, ogromne możliwości
Co sprawia, że te maleńkie maszyny są tak wyjątkowe? Kluczowym elementem są miniaturowe siłowniki wykonane z tzw. „stopu pamięci kształtu” (SMA, z ang. shape-memory alloy). Nie używają one ruchomych stawów, zębatek czy zawiasów, jak to ma miejsce w tradycyjnych mechanizmach. Zamiast tego, SMA zmienia kształt w odpowiedzi na zmianę temperatury, co pozwala na bardzo szybkie i efektywne poruszanie się ich.
Mikro-robot wzorowany na nartniku waży tylko 55 miligramów i jest w stanie sunąć po powierzchni wody. Mniejszy model poruszający się po lądzie waży zaledwie 8 miligramów. Obie konstrukcje potrafią poruszać się z prędkością około sześciu milimetrów na sekundę. Dla porównania, typowa mrówka waży około 5 miligramów i może poruszać się z prędkością prawie metra na sekundę. Chociaż maszyny są znacznie wolniejsze od swoich biologicznych odpowiedników, są szybsze niż inne tego typu wynalazki oparte na tej samej technologii.
Zalety SMA i praktyczne zastosowania
Miniaturyzowane siłowniki SMA, mimo swoich niewielkich rozmiarów (ok. 0,0254 milimetra średnicy), potrafią być szybko podgrzewane i schładzane za pomocą prądu elektrycznego, co umożliwia im wykonanie nawet czterdziestu ruchów na sekundę. Są też niezwykle wydajne energetycznie, a także mogą unieść do 150 razy więcej niż ich własna waga.
Inżynierowie z WSU planują dalszy rozwój tych urządzeń, w tym stworzenie robotycznego nartnika, który mógłby poruszać się nie tylko na powierzchni wody, ale i pod nią. Rozważają również metody zasilania urządzeń, które nie wymagałyby stałego podłączenia do źródła, takie jak miniaturowe baterie czy katalityczne spalanie.
