Naukowcy z Uniwersytetu Stanu Waszyngton pracują nad najmniejszymi, najlżejszymi i najszybszymi mikrorobotami, jakie kiedykolwiek stworzono. Tego typu urządzenia, wzorowane na mechanizmach znanych z przyrody, są coraz istotniejszą dziedziną robotyki. Mają coraz więcej zastosowań w różnych gałęziach. Mikroroboty mogą być odpowiedzią m.in. na potrzeby związane z prowadzeniem akcji ratowniczych. Może się okazać, że niektóre z tych technologii będą w przyszłości musiały zastąpić na przykład pszczoły, którym grozi wyginięcie. Inne zastosowania wiążą się z chirurgią mikrorobotyczną oraz dążeniem do podawania leków bezpośrednio do źródła stanu chorobowego.

Mikroroboty to inteligentne maszyny o wielkości rzędu od milimetra do centymetra, które potrafią się poruszać po otoczeniu i wykonywać złożone zadania. Ich działanie opiera się na wielu różnych mechanizmach. Roboty, nad którymi pracuję, opierają się na stopach z pamięcią kształtu (SMA), czyli specjalnych stopach, które po podgrzaniu kurczą się do poprzedniego zapamiętanego stanu, a po ochłodzeniu, rozciągnięciu oraz ponownym podgrzaniu wracają do poprzedniego stanu. Wykorzystując ten mechanizm w modułach wykonawczych, możemy wywołać ruch robota – informuje w wywiadzie dla agencji Newseria Conor Trygstad, doktorant w Laboratorium Autonomicznych Systemów Mikrorobotycznych Uniwersytetu Stanu Waszyngton.

Roboty, o których mowa, są najmniejszymi, najlżejszymi i najszybszymi mikrorobotami, jakie kiedykolwiek stworzono. MiniBug waży 8 mg, a WaterStrider – 55 mg. Mogą się poruszać z prędkością około 6 mm/s. Co prawda jest to mniej, niż potrafią owady, na których były wzorowane, ale i tak dużo w porównaniu do innych technologii mikrorobotycznych. We wstępnych testach stworzone przez naukowców z WSU siłowniki mogą unieść ponad 150-krotność własnego ciężaru. W porównaniu z innymi technologiami stosowanymi do wprawiania robotów w ruch technologia SMA również wymaga jedynie bardzo małej ilości energii elektrycznej lub ciepła, aby wprawić je w ruch.

Latające mikroroboty mogą być z powodzeniem stosowane do sztucznego zapylania, co jest bardzo istotne z uwagi na to, że populacja owadów zapylających może kiedyś wyginąć. Z danych Komisji Europejskiej wynika, że liczebność dzikich owadów zapylających gwałtownie się zmniejsza pod wpływem działalności ludzkiej. Zagrożonych wyginięciem jest ponad 40 proc. gatunków owadów, w tym pszczoły. W 2020 roku Światowe Forum Ekonomiczne uznało utratę różnorodności biologicznej za jedno z pięciu długoterminowych globalnych zagrożeń.

Innym potencjalnym zastosowaniem mikrorobotów jest monitorowanie środowiska. W tym obszarze ma się sprawdzić robot WaterStrider.

Robot ten może pływać po takich obszarach jak delty rzek lub innych narażonych ekosystemach i wykonywać określone zadania związane z ochroną środowiska lub prowadzić mapowanie geograficzne – wskazuje naukowiec.

Jedną z najważniejszych dziedzin, w których rozwijana jest robotyka, zarówno w skali mikro, jak i makro, jest medycyna. W mikrorobotyce pokładane są nadzieje związane z możliwością podawania leków bezpośrednio do zmienionego chorobowo miejsca. Dzięki temu można będzie znacznie ograniczyć, a nawet niemal wyeliminować działanie ogólnoustrojowe substancji czynnych. To szczególnie istotne w przypadku, gdy mamy do czynienia z leczeniem bardzo obciążającym, np. w terapii nowotworów. Mikrorobotyka to również szansa na nieinwazyjne interwencje chirurgiczne.

Najważniejszym wyzwaniem, jakiemu będą musieli sprostać naukowcy rozwijający technologię mikrorobotów, jest ich wewnętrzne zasilanie. Gęstość energetyczna obecnie dostępnych akumulatorów jest bowiem niedostateczna w stosunku do potrzeb.

Według Future Market Insights światowy rynek mikrorobotów w 2022 roku wypracował 27 mld dol. przychodów. Rok później kwota wzrosła do prawie 32 mld dol. Do 2033 roku obroty mają wzrosnąć ponad pięciokrotnie – do ponad 159 mld dol.

Źródło: Newseria.pl