Artikkelit

Mikrorobotit on saatu suorittamaan vaativia tehtäviä.

Tiedejulkaisuihin erikoistuneen Cell Pressin Device-lehdessä julkaistun tutkimuksen mukaan magneettikentän avulla toimivat mikrorobottiparvet voivat suoriutua vaativista tehtävistä haastavissa ympäristöissä, joissa yksittäiset robotit eivät onnistuisi.  Tällaisia sovelluksia voisivat olla esimerkiksi hoidot tukkeutuneisiin valtimoihin ja tarkka organismien ohjaaminen.

Tutkijoille tutkimuksen lopputulos oli mieluinen.

– Mikrorobottiparvien kyky sopeutua ympäristöönsä sekä niiden korkea autonomia parviohjauksessa olivat yllättäviä, Jeong Jae Wie kertoo tutkimusartikkelissa. Wie työskentelee Hanyangin yliopiston orgaanisen ja nanotekniikan laitoksella Soulin kaupungissa Etelä-Koreassa.

Wie ja hänen kollegansa testasivat, miten hyvin erilaisiin kokoonpanoihin organisoituneet mikrorobottiparvet suoriutuivat erilaisista tehtävistä. Tutkijat havaitsivat, että korkean mittasuhteen kokoonpanossa olevat parvet pystyivät kiipeämään esteen yli, joka oli viisikertainen yksittäisen mikrorobotin pituuteen verrattuna, sekä heittäytymään yksi kerrallaan esteen toiselle puolelle.

Tuhannesta mikrorobotista koostuva parvi muodosti vesillä kelluvan lautan, joka kietoutui tabletin ympärille. Tabletti painoi 2000 kertaa enemmän kuin yksittäinen robotti, mutta parvi pystyi kuljettamaan sen nesteen läpi.

Kuivalla maalla robottiparvi onnistui kuljettamaan rahtia, joka painoi 350 kertaa enemmän kuin yksittäinen robotti. Toinen mikrorobottiparvi puolestaan onnistui avaamaan tukkeutuneita putkia, jotka simuloivat tukkeutuneita verisuonia.

Tutkijat aikovat jatkossa selvittää, miten robottiparvet voivat yhdessä saavuttaa tavoitteitaan. Esikuvana ovat muurahaiset, jotka yhdistävät voimansa ylittäessään polkujen esteitä tai muodostaessaan kelluvia lauttoja tulvien aikaan. Toisaalta yhteistyö tekee robottiparvista vastustuskykyisempiä: Vaikka osa ryhmästä ei onnistuisikaan, loput jatkavat ohjelmoituja liikkeitään, kunnes riittävä määrä lopulta onnistuu.

Jokainen mikrorobotti on 600 mikrometriä korkea ja koostuu epoksirungosta, johon on upotettu ferromagneettisia neodyymi-rauta-boori (NdFeB) -partikkeleita. Tämä mahdollistaa robotin reagoinnin magneettikenttiin ja vuorovaikutuksen muiden robottien kanssa. Kaksi yhdistettyä magneettia tuottavat pyörivän magneettikentän, joka mahdollistaa robottien ”kokoontumisen”. Robottien kokoonpanon vaihtelut saatiin aikaan säätämällä niiden magneettikentän kulmia.

Vaikka tutkimuksen tulokset ovat lupaavia, parvien autonomian tasoa on nostettava ennen kuin ne ovat valmiita todellisiin sovelluksiin. Tutkijat huomauttavat artikkelissa, että magneettiset mikrorobottiparvet tarvitsevat ulkoista magneettiohjausta, eikä niillä ole vielä kykyä itsenäisesti navigoida monimutkaisissa tai ahtaissa tiloissa kuten oikeissa valtimoissa.

Lähde: Cell.com

Kuva: Kuvituskuva.

Hei! Luitko jo tämän?

Tekoäly auttaa tulkitsemaan viittomakieltä reaaliajassa: Ei vielä suomalaista