Araştırmacılar “Yürüyen” İlk Mikroskobik Robotları Geliştirdiler

Robotik alanındaki bir đột phá olan bu çalışmada, araştırmacılar, entegre edilmiş yarı iletken bileşenleri aracılığıyla kontrol edilebilen ilk mikroskobik robotları yarattılar. Robotlar, yalnızca standart elektronik sinyallerle “yürüyebilirler”.

Mikroskobik robotlar, bir paramecium büyüklüğündedir ve gelecekteki projelerin temelini oluşturacaklar. Bu projelerin arasında, silikon tabanlı zeka ile kompleks sürümler, bu tür robotların toplu üretimi ve insan dokusu ve kanında hareket edebilen sürümler bulunabilir.

Çalışma, Cornell Üniversitesi’nin liderliğindeki bir işbirliği olarak gerçekleştirildi ve fizik profesörü Itai Cohen dahil olmak üzere bir ekip tarafından yürütüldü. Ekibin diğer üyeleri arasında Paul McEuen, John A. Newman Fizik Bilimi Profesörü ve Pennsylvania Üniversitesi’nden yardımcı profesör Marc Miskin yer aldı.

Çalışma, 26 Ağustos’ta Nature dergisinde “Elektronik Olarak Entegre Edilmiş, Toplu Üretilmiş, Mikroskobik Robotlar” başlığıyla yayımlandı.

Önceki Nanoscale Projeler

Yeni geliştirilen mikroskobik robotlar, Cohen ve McEuen’in önceki çalışmalarına dayanmaktadır. Daha önceki nanoscale projelerinin arasında mikroskobik sensörler ve grafen tabanlı origami makineleri yer almıştır.

Yeni mikroskobik robotlar yaklaşık 5 mikron kalınlığında, 40 mikron genişliğinde ve 40 ila 70 mikron arasında uzunluktadır. Bir mikron, bir metreliğin milyonda biridir.

Her robot, silikon fotovoltaik ve dört elektrokimyasal aktüatörden oluşan basit bir devre sahiptir. Silikon fotovoltaik, gövde ve beyin olarak görev yapar, जबकi elektrokimyasal aktüatörler bacak olarak görev yapar.

Mikroskobik Robotları Kontrol Etme

Araştırmacılar, robotları kontrol etmek için farklı fotovoltaiklere lazer darbeleri gönderirler, her biri ayrı bir bacak setini oluşturur. Robotlar, lazer ön ve arka fotovoltaik arasında açıp kapatarak “yürüyebilirler”.

Robotlar yalnızca 200 milivolt düşük voltajda çalışır ve sadece 10 nanowatt güç tüketirler. Malzeme, küçük bir nesne için güçlüdür ve standart litografik işlemlerle paralel olarak üretilebilir. Dört inçlik bir silikon wafer üzerinde yaklaşık 1 milyon robot bulunabilir.

Ekibin şimdi hedefi, robotları elektronik ve yerleşik hesaplama yoluyla daha güçlü hale getirmektir.

Gelecekteki mikro robotların sürüler halinde hareket ederek malzemeleri yeniden yapılandırma, kan damarlarını dikme veya beyine gönderme gibi görevleri gerçekleştirebileceği mümkün görünüyor.

“Küçük bir robota kontrol etmek, kendinizi küçültmekten sonra en yakın şey olabilir. Bence bu makineler bizi göremeyeceğimiz kadar küçük olan harika dünyalara götürecek,” dedi Miskin.

“Bu araştırma đột phásı, aktif madde fiziği ile ilgili yeni soruları araştırmak için heyecan verici bilimsel fırsatlar sunuyor ve sonunda gelecekçi robotik malzemelere yol açabilir,” dedi Sam Stanton.

Stanton, mikroskobik robot araştırmalarını destekleyen Ordu Araştırma Ofisi program yöneticisidir.

Itai Cohen’in teknolojiyi açıklayan bir videosu burada bulunabilir.