Προσέξτε για αυτά τα κορυφαία 10 μικρο

Η ρομποτική επανάσταση βρίσκεται σε εξέλιξη! Η μικρο-ρομποτική, ένας αναδυόμενος τομέας έρευνας όπου πραγματοποιείται η συγχώνευση της μικρο-τεχνολογίας και της ρομποτικής, ανοίγει γρήγορα το δρόμο για την ανάπτυξη ρομπότ που είναι μικρότερα από τα ανθρώπινα μαλλιά. Ναι, το διάβασες σωστά. Από microbots που μπορούν να περπατήσουν, να πετάξουν, να κολυμπήσουν, να σκαρφαλώσουν και να κάνουν διάφορες εργασίες, όπως παράδοση ναρκωτικών στο σώμα μας, εντοπισμός καρκίνων, καταστροφή όγκων πολλές καινοτομίες έχουν γίνει σε όλο τον κόσμο.

Για να προστεθούν στην πορεία αυτών των προηγμένων εφευρέσεων, οι επιστήμονες έχουν επίσης βρει μικρο-ρομπότ τόσο μικρότερα από 1 χιλιοστό. Μηχανικοί και προγραμματιστές σε όλο τον κόσμο εργάζονται συνεχώς για την πρόοδο σε αυτόν τον τομέα και την ανάπτυξη μικρο-ρομπότ που δεν είναι ορατά με γυμνό μάτι. Όλα χάρη στις τελευταίες εξελίξεις στην ηλεκτρονική, τη νανοτεχνολογία της μηχανικής και την πληροφορική.

Από τα μικρο-ρομπότ που αναπτύσσονται, μερικά εμφανίζονται ως εξαιρετικά χρήσιμα εργαλεία, ενώ άλλα σχεδιάζονται και αναπτύσσονται ως δημιουργικές ιδέες για περαιτέρω καινοτομία στον τομέα της μικρο-ρομποτικής. Εδώ είναι τα κορυφαία 10 εξαιρετικά δημιουργικά και προηγμένα μικρο-ρομπότ που αναπτύχθηκαν το 2020. Αυτά τα micro-bots είναι τα αποτελέσματα της εξαιρετικής μηχανικής και έχουν αναπτυχθεί για την επίλυση πολλών σκοπών. είτε στον τομέα της στρατιωτικής, της υγειονομικής περίθαλψης ή της μηχανικής. Έτσι, χωρίς άλλη παραλλαγή, ας τα ελέγξουμε.

1. Μικροσκοπικό ρομπότ ενεργοποιημένο με λέιζερ

Ερευνητές από το Cornell και το Πανεπιστήμιο της Πενσυλβανίας δημιούργησαν μικροσκοπικά ρομπότ που περιλαμβάνουν ένα απλό κύκλωμα φτιαγμένο από φωτοβολταϊκά πυριτίου, ειδικά τον κορμό και τον εγκέφαλο και τέσσερις ηλεκτροχημικούς ενεργοποιητές που λειτουργούν ως πόδια. Αυτά τα μικρο-ρομπότ ενεργοποιημένα με λέιζερ έχουν πάχος περίπου 5 μικρά, πλάτος 40 μικρά και μήκος 40 έως 70 μικρά. Αυτά τα μικροσκοπικά ρομπότ ελέγχονται πατώντας παλμούς λέιζερ σε διαφορετικά φωτοβολταϊκά, τα οποία βοηθούν στη φόρτιση ενός ξεχωριστού σετ ποδιών. Για να μπορέσει το ρομπότ να περπατήσει, το λέιζερ εναλλάσσεται μεταξύ των εμπρός και πίσω φωτοβολταϊκών.

2. Ρομπότ Aqua εμπνευσμένο από πλάσμα θάλασσας

Πρόσφατα, οι ερευνητές του Northwestern University ανέπτυξαν ένα μαλακό ρομπότ που μοιάζει με ζωή που μπορεί να περπατήσει με ανθρώπινη ταχύτητα, να πάρει το φορτίο μεταφοράς σε διαφορετικές τοποθεσίες, να ανέβει στους λόφους, να χορέψει κλπ. Μοιάζοντας με ένα τετράποδο χταπόδι, αυτό το μικρο-ρομπότ λειτουργεί μέσα σε μια δεξαμενή γεμάτη με νερό και είναι ιδανική για χρήση σε υδάτινα περιβάλλοντα. Αυτό το μικροσκοπικό ρομπότ aqua σε μέγεθος εκατοστό μιμείται τη συμπεριφορά της θαλάσσιας ζωής και κινείται με ταχύτητα ενός βήματος ανά δευτερόλεπτο. Είναι σχεδόν 90% νερό κατά βάρος, δεν απαιτεί πολύπλοκο υλικό, υδραυλικό ή ηλεκτρικό ρεύμα για κίνηση, αλλά ενεργοποιείται από το φως και περπατά προς την κατεύθυνση του εξωτερικού περιστρεφόμενου μαγνητικού πεδίου. Η γεμάτη με νερό δομή αυτού του μικρο-ρομπότ και ο ενσωματωμένος σκελετός από ευθυγραμμισμένα νήματα νικελίου είναι σιδηρομαγνητικά, επιτρέποντας έτσι ακριβή κίνηση και ευελιξία.

3. Μικρό-ρομπότ με βιοσυσκευές

Με έμπνευση από τα λευκά αιμοσφαίρια, μια ομάδα επιστημόνων από το Ινστιτούτο Ευφυών Συστημάτων Max Planck (MPI-IS) στη Στουτγκάρδη εφηύρε ένα μικροσκοπικό ρομπότ που μοιάζει με λευκά αιμοσφαίρια που ταξιδεύουν μέσω του κυκλοφορικού συστήματος. Αυτό το μικρο-ρομπότ μοιάζει με λευκοκύτταρα σε σχήμα, μέγεθος και κινητικές ικανότητες. Το ρομπότ διανομής φαρμάκων σε σχήμα μπάλας μπορεί να αντέξει την προσομοιωμένη ροή αίματος. Απλώνεται σε κάθε κελί, προσφέροντας μια ιδανική διαδρομή για πλοήγηση. Η διάμετρος αυτού του μικροελεγκτή είναι κάτω των 8 μικρομέτρων και είναι κατασκευασμένη από γυάλινα μικροσωματίδια. Η μία πλευρά καλύπτεται με λεπτή μεμβράνη νικελίου και χρυσού, η άλλη με αντικαρκινικά μόρια φαρμάκων και συγκεκριμένα βιομόρια που μπορούν να αναγνωρίσουν καρκινικά κύτταρα. Έχει την επικάλυψη κυτταρικών ειδικών αντισωμάτων στην επιφάνεια και μπορεί να απελευθερώσει τα μόρια του φαρμάκου. Στο εργαστηριακό περιβάλλον,ο μικροελεγκτής μπορεί να φτάσει σε ταχύτητα έως και 600 μικρόμετρα ανά δευτερόλεπτο που είναι περίπου 76 μήκη σώματος ανά δευτερόλεπτο.

4. Μαγνητικά μικρόβια τύπου Lego

Οι Eunhee Kim και Hongsoo Choi, δύο Μηχανικοί από το Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας Daegu Gyeongbuk στη Νότια Κορέα, και οι συνεργάτες τους δημιούργησαν ορθογώνια ρομπότ που μπορούν να λειτουργήσουν ως συνδετήρες νευρικών κυττάρων, γεφυρώνοντας τα κενά μεταξύ δύο ξεχωριστών ομάδων κυττάρων. Μετρώντας μήκος 300 μικρόμετρα και πλάτος 95 μικρομέτρων, τα μικροσκοπικά μαγνητικά μικρόβια τύπου Lego μπορούν να συνδέσουν τα εγκεφαλικά κύτταρα (μεμονωμένους νευρώνες) μαζί για να δημιουργήσουν ένα νευρικό δίκτυο.

5. Μικρά ρομπότ

Οι ερευνητές στο ETH Zurich έχουν αναπτύξει τρισδιάστατα εκτυπωμένα μικρο-ρομπότ που είναι ικανά να μεταφέρουν ωφέλιμα φορτία φαρμάκων μέσω αιμοφόρων αγγείων στο ανθρώπινο σώμα. Αυτά τα μικρο-ρομπότ είναι τόσο μικρά που μπορούν να κάνουν ελιγμούς στα αιμοφόρα αγγεία μας και να μεταφέρουν φάρμακα σε ορισμένα σημεία του σώματος. Τα μικροσκοπικά ρομπότ δημιουργούνται με μια τεχνική εκτύπωσης 3D που περιλαμβάνει την αλληλοσύνδεση πολλών υλικών με πολύπλοκο τρόπο. Τα μέταλλα και τα πολυμερή έχουν διαφορετικές ιδιότητες και και τα δύο υλικά προσφέρουν ορισμένα πλεονεκτήματα στην κατασκευή μικρομηχανών. Δύο υλικά, δηλαδή το μέταλλο και το πλαστικό, αλληλοσυνδέονται τόσο στενά όσο οι σύνδεσμοι σε μια αλυσίδα.

6. Harvard Ambulatory Microbot ή HAMR-JR

Ερευνητές στο Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) και το Harvard Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering σχεδίασαν και προγραμματίστηκαν ένα ρομπότ εμπνευσμένο από κατσαρίδα, HAMR - JR. Αυτό το ρομπότ μεγέθους πένας μετρά 2,25 εκατοστά σε μήκος σώματος και ζυγίζει περίπου 0,3 γραμμάρια και μπορεί να τρέχει περίπου 14 μήκη σώματος ανά δευτερόλεπτο.

7. RoBeetle

Το RoBeetle είναι ένα μικροσκοπικό αυτόματο ρομπότ ανίχνευσης μεγέθους 88 χιλιοστογράμμων που τροφοδοτείται από την καταλυτική καύση μεθανόλης. Αναπτύχθηκε από ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Καλιφόρνιας, αυτό το μικροσκοπικό ρομπότ λειτουργεί με μεθανόλη και χρησιμοποιεί ένα σύστημα τεχνητού μυός για να ανιχνεύει, να ανεβαίνει και να μεταφέρει φορτία στην πλάτη του για έως και δύο ώρες. Το RoBeetle μήκους 15 χιλιοστών (0,6 ίντσες) χρησιμοποιεί ένα τεχνητό μυϊκό σύστημα βασισμένο σε υγρά καύσιμα (μεθανόλη) το οποίο αποθηκεύει περίπου 10 φορές περισσότερη ενέργεια από μια μπαταρία της ίδιας μάζας.

Αυτό το μικρό ρομπότ έχει τέσσερα πόδια. Τα πίσω πόδια του είναι σταθερά και τα μπροστινά πόδια συνδέονται με ένα κιβώτιο που συνδέεται με ένα ελατήριο τεντωμένο με τρόπο που τραβά τα πόδια προς τα πίσω. Το σώμα του ρομπότ λειτουργεί ως ρεζερβουάρ καυσίμου γεμάτο με μεθανόλη και ο σχεδιασμός του είναι τέτοιος ώστε το ρομπότ να μπορεί να σταθεί όρθιο όταν είναι ακίνητο. Ο μηχανικός σχεδιασμός του συστήματος μπορεί να ρυθμίσει τη ροή καυσίμου χρησιμοποιώντας ένα καθαρά μηχανικό σύστημα.

8. Μαγνητικά T-Budbots

Οι ερευνητές στα ACS Applied Materials & Interfaces σχεδίασαν T-Budbots, βιοσυμβατούς μικροκινητήρες από μπουμπούκια τσαγιού για να αποσπάσουν τα βιοφίλμ, να απελευθερώσουν ένα αντιβιοτικό για να σκοτώσουν τα βακτήρια και να καθαρίσουν τα συντρίμμια. Τα μικροσκοπικά ρομπότ μπορούν να ενσωματώσουν αντιβιοτικό σιπροφλοξασίνη λόγω ηλεκτροστατικής αλληλεπίδρασης στην επιφάνειά τους, αυξάνοντας έτσι την αντιβακτηριακή τους αποτελεσματικότητα έναντι των φοβερών παθογόνων βακτηριακών κοινοτήτων Pseudomonas aeruginosa και Staphylococcus aureus. Τα μπουμπούκια τσαγιού Camellia sinensis είναι πορώδη, μη τοξικά, φθηνά και βιοαποικοδομήσιμα. Επιπλέον, τα μπουμπούκια τσαγιού περιέχουν επίσης πολυφαινόλες, οι οποίες έχουν αντιμικροβιακές ιδιότητες.

9. Microrobot παντός εδάφους

Μηχανικοί από το Πανεπιστήμιο Purdue έχουν αναπτύξει ένα μικρο-ρομπότ παντός εδάφους τόσο μικροσκοπικά όσο μερικά σκέλη ανθρώπινων μαλλιών. Αυτό το microrobot μπορεί να ταξιδέψει σε ένα παχύ έντερο κάνοντας backflips και να μεταφέρει φάρμακα σε ανθρώπους με άνω και κάτω τελεία και άλλα όργανα που έχουν τραχύ έδαφος. Το ρομπότ παντός εδάφους είναι πολύ μικρό για να μεταφέρει μια μπαταρία. Επομένως, τροφοδοτείται και ελέγχεται ασύρματα από έξω από ένα μαγνητικό πεδίο.

10. RoboFly

Τελευταίο αλλά όχι το λιγότερο, εδώ είναι ένα όνομα RoboFly. Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον δημιούργησαν αυτό το μικρό-φτερό με φτερά 74 mg που μπορεί να κινηθεί στον αέρα, στο έδαφος και στις επιφάνειες του νερού. Αυτό το νέο ρομπότ κατασκευάστηκε χρησιμοποιώντας μικρότερο αριθμό εξαρτημάτων σε σύγκριση με άλλα ρομπότ μεγέθους εντόμων που αναπτύχθηκαν. Αυτό βοήθησε στην απλοποίηση της διαδικασίας κατασκευής. Ο σχεδιασμός αυτού του ρομπότ είναι τέτοιος ώστε το σασί να έχει μόνο ένα διπλωμένο φύλλο laminate.

Η RoboFly χρησιμοποιεί τα δύο πτερύγια που κινούνται από πιεζοηλεκτρικούς ενεργοποιητές για να πετάξει και να αιωρηθεί όπως κάνουν ορισμένα έντομα. Μπορεί να κινηθεί και να κατευθυνθεί στο έδαφος κάνοντας χρήση των πτερυγίων. Καθώς το ρομπότ είναι ελαφρύ, εάν τροποποιηθεί με ένα σύνολο τμημάτων που μοιάζουν με πόδια, μπορεί να προσγειωθεί σε επιφάνειες νερού. Κατά την προσγείωση, το ρομπότ μπορεί να κινηθεί και να κατευθυνθεί στο νερό χρησιμοποιώντας την ίδια αρχή που χρησιμοποιείται για να κινηθεί στο έδαφος.

Δεν σας άφησαν έκπληκτοι αυτά τα μικροσκοπικά ρομπότ; Η λίστα μας με τα μικρο-ρομπότ μπορεί να μην είναι πλήρης, καθώς σίγουρα υπάρχουν περισσότερες καινοτομίες που πραγματοποιούνται ενώ καταγράφουμε αυτά τα μικρο-ρομπότ ή μπορεί να έχουμε χάσει κάποια από αυτά, αλλά η λίστα θα σας δώσει μια πολύ καλή ιδέα για το πού οι καινοτομίες στον τομέα της μικρο-ρομποτικής στέκονται σήμερα και σε ποια κατεύθυνση πηγαίνει.