Ερευνητές του Georgia Institute of Technology (Georgia Tech) ανέπτυξαν ένα νέο είδους μικροσκοπικού, 3D-printed ρομπότ, που κινείται αξιοποιώντας τις δονήσεις από πιεζοηλεκτρικούς ενεργοποιητές (actuators), συσκευές υπερήχων ή ακόμα και μικροσκοπικά ηχεία.
Ερευνητές του Georgia Institute of Technology (Georgia Tech) ανέπτυξαν ένα νέο είδους μικροσκοπικού, 3D-printed ρομπότ, που κινείται αξιοποιώντας τις δονήσεις από πιεζοηλεκτρικούς ενεργοποιητές (actuators), συσκευές υπερήχων ή ακόμα και μικροσκοπικά ηχεία. Σμήνη τέτοιων μικροσκοπικών ρομπότ θα μπορούσαν να συνεργάζονται για διάφορους σκοπούς, όπως ο εντοπισμός αλλαγών στο περιβάλλον, η μετακίνηση υλικών ή ακόμα και η αποκατάσταση τραυμάτων μέσα στο ίδιο το ανθρώπινο σώμα.
Τα πρωτότυπα ρομπότ ανταποκρίνονται σε διαφορετικές συχνότητες δονήσεων, ανάλογα με τη διαμόρφωσή τους, επιτρέποντας στους ερευνητές να ελέγχουν μεμονωμένα ρομπότ ρυθμίζοντας σχετικά τις δονήσεις. Με μήκος περίπου δύο χιλιοστών- όσο κάποια είδη μυρμηγκιών- τα ρομπότ αυτά μπορούν να διανύουν τέσσερις φορές το μήκος τους μέσα σε ένα δευτερόλεπτο, παρά τους περιορισμούς που συνεπάγεται το μικρό τους μέγεθος.
«Δουλεύουμε στη διασταύρωση της μηχανολογίας, της ηλεκτρονικής, της βιολογίας και της φυσικής» είπε η Αζαντέχ Ανσάρι, επίκουρη καθηγήτρια στη Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών στο Georgia Tech.
Επιστημονικό άρθρο για τα «micro-bristle bots» υποβλήθηκε στο Journal of Micromechanics and Microengineering. Το κάθε ρομπότ αποτελείται από έναν πιεζοηλεκτρικό ενεργοποιητή προσκολλημένο σε ένα σώμα από πολυμερές το οποίο εκτυπώνεται μέσω 3D εκτύπωσης μέσω ΤΡΡ (two-photon polymerization lithography). O ενεργοποιητής παράγει δονήσεις και τροφοδοτείται με ενέργεια από το εξωτερικό περιβάλλον, καθώς δεν υπάρχουν μπαταρίες αρκετά μικρές για να χωρέσουν στο ρομπότ.
Οι δονήσεις επίσης μπορούν να προέλθουν και από ένα πιεζοηλεκτρικό όργανο κάτω από την επιφάνεια στην οποία κινούνται τα ρομπότ, από μια πηγή υπερήχων/ σόναρ ή ακόμα και από ένα μικροσκοπικό ακουστικό ηχείο. Οι δονήσεις μετακινούν τα πόδια του ρομπότ, κάνοντάς το να κινείται. Το κάθε ρομπότ μπορεί να σχεδιαστεί έτσι ώστε να ανταποκρίνεται σε διαφορετικές συχνότητες δονήσεων, ανάλογα με το μέγεθος των ποδιών, τη διάμετρο, το σχέδιο, τη γεωμετρία κ.α (άλλα από τα ρομπότ έχουν τέσσερα πόδια, άλλα έχουν έξι). Η έκταση των δονήσεων ελέγχει την ταχύτητα με την οποία κινούνται τα ρομπότ.
Η Ανσάρι και η ομάδα της έχουν φτιάξει ένα «στάδιο» όπου διάφορα ρομπότ μπορούν να κινηθούν, καθώς οι ερευνητές μαθαίνουν περισσότερα για τις δυνατότητές τους. Τα σχέδιά τους περιλαμβάνουν την ανάτπυξη μικρορομπότ που θα μπορούν να πηδούν και να κολυμπούν.
«Μπορούμε να δούμε τη συλλογική συμπεριφορά των μυρμηγκιών, για παράδειγμα, και να χρησιμοποιήσουμε όσα μαθαίνουμε από αυτά για τα μικρά μας ρομπότ» σημείωσε η ίδια. «Τα micro-bristle bots κινούνται καλά σε περιβάλλον εργαστηρίου, αλλά υπάρχουν ακόμα πολλά που πρέπει να κάνουν πριν βγουν στον έξω κόσμο».