Možná jste slyšeli o „nano“ robotech, kteří jsou stále (většinou) sci-fi, ale co mikroroboti? Tito roboti jsou postaveni v měřítku hmyzu, spíše než buněk nebo bakterií, a pravděpodobně budou hrát důležitou roli v našich životech v průběhu tohoto století.
Velká věc, která je vlastně malá
Roboti v lidském měřítku a větší roboti mají tendenci upoutat veškerou pozornost tisku. Vzpomeňte si na velké roboty jako Atlas nebo Spot od Boston Dynamics. To dává smysl, protože to jsou roboti, které považujeme za nejzajímavější a možná nejvíce zastrašující.
Roboti v měřítku hmyzu však (víceméně) slibují, že budou užitečnější a budou mít mnohem větší dopad než kovový a plastový bot velikosti psa. Vzpomeňte si na všechna místa, kam se mohou dostat malá zvířata, jako jsou krysy a švábi. Jak je hmyz úplně všude. Víte, jak lidé říkají, že si přejí být „moucha na zdi“? Se správným malým robotem byste to mohli udělat.
Biomimikry je prastará inženýrská tradice
Jde o to, že postavit velkého robota je relativně snadné. Ve skutečnosti zjistíte, že rané prototypy robotů bývají masivní ve srovnání s vyleštěnějšími verzemi, které přijdou později. Jednak je snazší na nich pracovat ve srovnání s finálním produkčním modelem, kde je každý krychlový palec nabitý technologiemi, ale existují limity toho, jak malé můžeme vyrobit motory, klouby a další kousky, které potřebujete vyrobit. robot pracuje a je užitečný.
To je jedna z největších výzev v mikrorobotice. Jak vyrobit nohy, které jsou dlouhé jen pár milimetrů? Jak uděláte křídla, která jsou centimetr dlouhá? Vědci a inženýři v mnoha různých oborech pracovali po desetiletí na vyřešení některých z těchto problémů a mnoho z tohoto pokroku bylo řízeno biomimetiky.
Biomimetika je přístup, kdy se díváme na přírodu, abychom získali představu o tom, jak vyřešit problém, se kterým se přírodní výběr již vypořádal po miliardy let. Například tvar ptačího křídla inspiruje inženýry, aby přišli na to, jak přimět letadla létat. Stejně tak hmyz a další malá zvířata mají četné úpravy, které jim umožňují dělat neuvěřitelné věci, a lidé mohou kopírovat své domácí úkoly pro naše roboty.
Pozdravte RoboBee, HAMR-Jr
Existuje několik skvělých mikrorobotů, na které bych mohl poukázat jako příklady, ale zvláště tři z nich mě zaujali. Robobee je ten, kterého znám už pěkných pár let. Tento projekt se datuje kolem roku 2013 a myšlenka postavit robotickou včelu okamžitě přinesla tucet „nemožných inženýrských úkolů “.
Tým inženýrů a vědců pomalu vyřešil každou z těchto překážek pomocí průlomů v materiálové vědě a inženýrství v mikroměřítku. Pomocí materiálů se speciálními vlastnostmi a drobnými panty a záhyby se Robobee vzlétl, i když s popruhem. V roce 2019 včela konečně nepotřebovala vodítko a dosáhla nepřipoutaného letu. Dnes je na místech jako MIT ve vývoji mnoho robotů, kteří využívají podobnou technologii jako robobee.
Pak je tu HAMR-JR, menší nástupce HAMR: Harvard Ambulatory Microrobot, jak je vidět na titulním obrázku v horní části tohoto článku. Rodina robotů HAMR byla inspirována švábem, který, ať už si o nich myslíte, je naprosto fenomenální design, který lze kopírovat. HAMR-JR je obratný a rychlý, přitom je velký asi jako cent. Má tedy velký potenciál sloužit jako platforma pro budoucí mikroroboty.
Pak jsou tu mikroroboti, kteří jsou navrženi tak, aby se dostali do vašeho těla, jako Bionaut. Malý robot je vstříknut pomocí jehly a poté je externě veden uvnitř vašeho těla, aby dosáhl na konkrétní místo a uvolnil svůj náklad. Může být například naveden k nádoru a poté v této oblasti uvolnit protirakovinné léky, aniž by to ovlivnilo zbytek těla. Navádění je předem naplánované a automatizované pomocí přesné magnetické manipulace. Poté, když je práce hotová, Bionaut se vrátí na místo, kde byl vstříknut, aby mohl být odstraněn.
Bionaut je stále ve velmi raných fázích, ale je to jedna z nejzajímavějších aplikací mikrorobotiky, jaké jsem kdy viděl!
Pomocníci mohou přicházet v rojích
Mikroroboti se sami o sobě nemusí zdát tak schopní, ale pomyslete na to, jak mocný může být roj včel nebo sarančat. V přírodě to často vede k devastaci, ale sílu roje lze proměnit v něco užitečného. Miliony robotických senzorů pro kontrolu kvality vzduchu nebo radiace. Představte si tisíce malých robotů, kteří čistí a dezinfikují oblast, a samozřejmě roje malých robotů, kteří se dokážou rychle pohybovat troskami katastrofy a rychle najít přeživší, když se počítá každá sekunda.
Nenechte se mýlit, velcí roboti budou mít v tomto století velký vliv, ale byli bychom bláhoví, kdybychom zapomněli, že věci, které mění svět, mohou také přijít v malých rozměrech.
