Το πρώτο ρομπότ σε μέγεθος… μυρμηγκιού (βίντεο)
Τα ρομπότ που κατασκεύασαν αμερικανική ερευνητική ομάδα, ενεργοποιούνται με δόνηση
Ρομπότ μεγέθους μόλις πέντε χιλιοστών τα οποία διαθέτουν αισθητήρες που ανιχνεύουν τις δονήσεις του περιβάλλοντος και ενεργοποιούν την κίνηση κατάφεραν να δημιουργήσουν ερευνητές του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Τζόρτζια (Georgia Tech).
Οι ερευνητές έφτιαξαν τα μικροσκοπικά ρομπότ σε τρισδιάστατο εκτυπωτή, με τη βοήθεια της τεχνικής λιθογραφίας πολυμερισμού δύο φωτονίων. Η τεχνολογία αυτή χρησιμοποιεί ως πρώτη ύλη ένα εύπλαστο υλικό το οποίο σκληραίνει όταν εκτεθεί στο φως ενός λέιζερ. Ετσι, αφού σχεδίασαν τα μικρορομπότ στον υπολογιστή, οι επιστήμονες υπέδειξαν το σχέδιο στο λέιζερ και αυτό ακτινοβόλησε το υλικό με τέτοιον τρόπο ώστε να γίνει η εκτύπωση των ρομπότ.
Όπως εξήγησε η ερευνήτρια Αζάντε Ανζάρι που συμμετείχε στη δημοσίευση στην επιστημονική επιθεώρηση «Journal of Micromechanics and Microengineering», το λέιζερ χρησιμοποιείται για να χαράξει πάνω στο φωτοπολυμεριζόμενο υλικό το τελικό προϊόν. Ωστόσο, προς το παρόν η τεχνική αυτή είναι αρκετά χρονοβόρα για να φτιάξει ένα και μόνο μικρορομπότ τη φορά. Γι’ αυτόν τον λόγο οι ερευνητές θέλουν να την αναπτύξουν έτσι ώστε να χαράσσουν ταυτόχρονα εκατοντάδες ή χιλιάδες μικροσκοπικά ρομπότ. Τα ρομπότ που κατασκεύασαν οι ειδικοί του Georgia Tech δεν μιμούνται μόνο το μέγεθος ενός μυρμηγκιού αλλά και τα μικροσκοπικά του πόδια, τα οποία τυπώθηκαν έτσι ώστε να μπορούν να λυγίζουν και να υποστηρίζουν την κίνηση.
Κίνηση μέσω δονήσεων
Με ποιον τρόπο όμως κινούνται τα μικροσκοπικά ρομπότ; Δεδομένου ότι το μέγεθός τους είναι τόσο μικρό, ήταν πολύ δύσκολο να προσαρμοστούν επάνω τους μπαταρίες. Ετσι οι ερευνητές προσάρτησαν αισθητήρες οι οποίοι αξιοποιούν το φαινόμενο του πιεζοηλεκτρισμού, κατά το οποίο μία ταλάντωση επάγει την παραγωγή ηλεκτρικής τάσης.
Με τον τρόπο αυτόν τα ρομπότ είναι ικανά μέσω των αισθητήρων να αντιληφθούν τις δονήσεις, είτε αυτές είναι μηχανικής φύσης είτε ηχητικής.
Οι δονήσεις αυτές μετατρέπονται σε ηλεκτρική τάση η οποία με τη σειρά της κινεί τα μικροσκοπικά τυπωμένα πόδια πάνω-κάτω. Τα πόδια είναι σχεδιασμένα ώστε να λυγίζουν σε συγκεκριμένες γωνίες και να ωθούν τα ρομπότ να «περπατήσουν». Μέχρι σήμερα, τα ρομπότ-μυρμήγκια μπορούν να καλύψουν απόσταση μέχρι και έξι χιλιοστών.
Η απόσταση αυτή μπορεί να φαίνεται μικρή, ωστόσο αποτελεί ένα επίτευγμα για τη μικρορομποτική.
Τα ρομπότ που δημιούργησαν οι ερευνητές δεν μπορούν να κινηθούν παρά μόνο προς μία κατεύθυνση.
Για να μπορέσουν να αποκτήσουν τον έλεγχο της κίνησης, οι επιστήμονες ένωσαν δύο ρομπότ τα οποία τοποθέτησαν με τέτοιον τρόπο ώστε να μετακινούνται σε διαφορετικές κατευθύνσεις.
Το καθένα από αυτά ενεργοποιούνταν σε διαφορετική συχνότητα. Τελικώς κατάφεραν να φτιάξουν ένα σύνθετο ρομπότ του οποίου την κατεύθυνση μπορούσαν να ελέγξουν εναλλάσσοντας τις συχνότητες.
Η σημασία αυτής της έρευνας είναι μεγάλη αφού συμβάλλει τόσο στην κατασκευή ρομπότ που θα είναι ευαίσθητα σε εξωτερικά ερεθίσματα όπως ο ήχος όσο και στην ανάπτυξη του επιστημονικού πεδίου της μικρορομποτικής.
Οι ερευνητές έφτιαξαν τα μικροσκοπικά ρομπότ σε τρισδιάστατο εκτυπωτή, με τη βοήθεια της τεχνικής λιθογραφίας πολυμερισμού δύο φωτονίων. Η τεχνολογία αυτή χρησιμοποιεί ως πρώτη ύλη ένα εύπλαστο υλικό το οποίο σκληραίνει όταν εκτεθεί στο φως ενός λέιζερ. Ετσι, αφού σχεδίασαν τα μικρορομπότ στον υπολογιστή, οι επιστήμονες υπέδειξαν το σχέδιο στο λέιζερ και αυτό ακτινοβόλησε το υλικό με τέτοιον τρόπο ώστε να γίνει η εκτύπωση των ρομπότ.
Όπως εξήγησε η ερευνήτρια Αζάντε Ανζάρι που συμμετείχε στη δημοσίευση στην επιστημονική επιθεώρηση «Journal of Micromechanics and Microengineering», το λέιζερ χρησιμοποιείται για να χαράξει πάνω στο φωτοπολυμεριζόμενο υλικό το τελικό προϊόν. Ωστόσο, προς το παρόν η τεχνική αυτή είναι αρκετά χρονοβόρα για να φτιάξει ένα και μόνο μικρορομπότ τη φορά. Γι’ αυτόν τον λόγο οι ερευνητές θέλουν να την αναπτύξουν έτσι ώστε να χαράσσουν ταυτόχρονα εκατοντάδες ή χιλιάδες μικροσκοπικά ρομπότ. Τα ρομπότ που κατασκεύασαν οι ειδικοί του Georgia Tech δεν μιμούνται μόνο το μέγεθος ενός μυρμηγκιού αλλά και τα μικροσκοπικά του πόδια, τα οποία τυπώθηκαν έτσι ώστε να μπορούν να λυγίζουν και να υποστηρίζουν την κίνηση.
Κίνηση μέσω δονήσεων
Με ποιον τρόπο όμως κινούνται τα μικροσκοπικά ρομπότ; Δεδομένου ότι το μέγεθός τους είναι τόσο μικρό, ήταν πολύ δύσκολο να προσαρμοστούν επάνω τους μπαταρίες. Ετσι οι ερευνητές προσάρτησαν αισθητήρες οι οποίοι αξιοποιούν το φαινόμενο του πιεζοηλεκτρισμού, κατά το οποίο μία ταλάντωση επάγει την παραγωγή ηλεκτρικής τάσης.
Με τον τρόπο αυτόν τα ρομπότ είναι ικανά μέσω των αισθητήρων να αντιληφθούν τις δονήσεις, είτε αυτές είναι μηχανικής φύσης είτε ηχητικής.
Οι δονήσεις αυτές μετατρέπονται σε ηλεκτρική τάση η οποία με τη σειρά της κινεί τα μικροσκοπικά τυπωμένα πόδια πάνω-κάτω. Τα πόδια είναι σχεδιασμένα ώστε να λυγίζουν σε συγκεκριμένες γωνίες και να ωθούν τα ρομπότ να «περπατήσουν». Μέχρι σήμερα, τα ρομπότ-μυρμήγκια μπορούν να καλύψουν απόσταση μέχρι και έξι χιλιοστών.
Η απόσταση αυτή μπορεί να φαίνεται μικρή, ωστόσο αποτελεί ένα επίτευγμα για τη μικρορομποτική.
Τα ρομπότ που δημιούργησαν οι ερευνητές δεν μπορούν να κινηθούν παρά μόνο προς μία κατεύθυνση.
Για να μπορέσουν να αποκτήσουν τον έλεγχο της κίνησης, οι επιστήμονες ένωσαν δύο ρομπότ τα οποία τοποθέτησαν με τέτοιον τρόπο ώστε να μετακινούνται σε διαφορετικές κατευθύνσεις.
Το καθένα από αυτά ενεργοποιούνταν σε διαφορετική συχνότητα. Τελικώς κατάφεραν να φτιάξουν ένα σύνθετο ρομπότ του οποίου την κατεύθυνση μπορούσαν να ελέγξουν εναλλάσσοντας τις συχνότητες.
Η σημασία αυτής της έρευνας είναι μεγάλη αφού συμβάλλει τόσο στην κατασκευή ρομπότ που θα είναι ευαίσθητα σε εξωτερικά ερεθίσματα όπως ο ήχος όσο και στην ανάπτυξη του επιστημονικού πεδίου της μικρορομποτικής.
