Pennsylvania ve Michigan Üniversiteleri Otonom Mikrorobot Geliştirdi

Pennsylvania Üniversitesi ve Michigan Üniversitesi'nden araştırmacılar, programlanabilir ve tamamen otonom özelliklere sahip dünyanın en küçük robotlarını geliştirdiklerini duyurdu. Bu mikroskobik cihazlar, yaklaşık 200 x 300 x 50 mikrometre boyutlarıyla bir tuz tanesinden veya insan saç telinin kalınlığından daha küçüktür. Bu başarı, söz konusu ölçekte kablo, harici manyetik alan veya uzaktan kumanda gerektirmeyen ilk otonom robotların üretilmesi açısından önemli bir dönüm noktası teşkil etmektedir. Bu minyatür sistemler, sensörleri, belleği ve işlemciyi yüz mikrometre gibi son derece kısıtlı bir alana sığdırmıştır.

Her bir robotun üretim maliyeti bir sent civarındadır ve yalnızca LED'lerden elde edilen ışık enerjisiyle aylarca kesintisiz çalışabilmektedir. Enerji verimliliği zorluğu, mikro ölçekli güneş panellerinin yalnızca 75 nanowatt güç üretmesine rağmen, devrelerin binlerce kat daha düşük voltajlarda çalışacak şekilde tasarlanmasıyla aşılmıştır. Michigan Üniversitesi'nden David Blaauw'un ekibinin, daha önce dünyanın en küçük bilgisayarını geliştirmesiyle bilinen bir iş birliği sayesinde, bu entegre işlem yeteneği mümkün olmuştur.

Bu mikrorobotların ilerleme mekanizması, suyun itilmesi yerine, çevrelerindeki sıvıda yüklü parçacıkları (iyonları) hareket ettiren elektrik alanları oluşturmaya dayanmaktadır. Bu iyonların yarattığı sürüklenme, su moleküllerinin akışını tetikleyerek robotu ileriye doğru itmektedir; bu durum, araştırmacılar tarafından "robotun nehri de hareket ettirmesi" olarak tanımlanmıştır. Elektrik alanlarının ayarlanmasıyla robotlar, karmaşık yörüngeleri takip edebilmekte ve hatta balık sürülerini andıran koordineli grup davranışları sergileyebilmektedir.

Bu sistemler, harici bir komut beklemeksizin çevreyi algılama, bilgiyi işleme ve kararlar alma yeteneğine sahip entegre bir çip aracılığıyla otonomi sağlamaktadır. Robotlar, araştırmacılarla, ölçülen sıcaklık gibi bilgileri ileten, arıların dansına benzer kodlanmış hareketler aracılığıyla iletişim kurmaktadır. Bu teknolojik ilerleme, hücre sağlığının izlenmesi ve mikro ölçekli imalat gibi tıp alanlarında yeni ufuklar açmaktadır. Marc Miskin, Pennsylvania Üniversitesi Elektrik ve Sistemler Mühendisliği Yardımcı Doçenti ve makalelerin kıdemli yazarı, bu gelişmenin programlanabilir robotlar için yepyeni bir ölçek açtığını belirtmiştir. Araştırmacılar, bu ölçekte otonomi elde etme konusunda sektörün neredeyse kırk yıldır teknik bir engel ile karşılaştığını vurgulamaktadır.

Bu minyatür robotların hareketli parçası olmaması, onları son derece dayanıklı kılmakta ve mikropipetle bir numuneden diğerine aktarılmalarına olanak tanımaktadır. Bu platform, gelecekte daha karmaşık programlar, daha yüksek hızlar ve zorlu ortamlarda çalışma yeteneği gibi yeni özelliklerin eklenmesine olanak sağlayacak esnek bir temel sunmaktadır.