Crabul de 0.5 milimetri, cel mai mic robot din lume controlat de la distanță

Mai mic decât un microcip, micul robot crab proiectat de o echipă de cercetători de la Universitatea Northwestern are totuși capacități uimitoare pentru dimensiunile lui. Capabil să meargă, să se întoarcă și chiar și să sară, acesta reprezintă un nou pas spre miniaturizarea robotică.

Este, potrivit designerilor săi, cel mai mic robot ambulant controlabil de la distanță creat vreodată. Oamenii de știință au ales să îl proiecteze sub forma unui crab mic, cu o lățime de doar o jumătate de milimetru.

Crabii robotici minusculi, de doar 0.5 milimetri, pot să meargă și chiar și să sară. Foto: Northwestern University

În ciuda mărimii sale, este capabil de adevărate isprăvi, deoarece poate fi făcut să se aplece, să se târască, să meargă, să se întoarcă și chiar să sară. Progresele lor pe această temă au fost publicate pe 25 mai 2022, în revista Science Robotics.

Robotul are un scop pur de cercetare, dar, potrivit designerilor lui, reprezintă o ușă deschisă pentru utilizări multiple datorită dimensiunilor sale foarte mici, care i-ar putea permite să efectueze acțiuni în spații restrânse.

„Robotica este un domeniu de cercetare interesant, iar dezvoltarea de roboți la scară microscopică este un subiect amuzant pentru explorarea academică. V-ați putea imagina microroboți acționând ca agenți pentru a repara sau asambla structuri sau mașini mici în industrie sau ca asistenți chirurgicali pentru a curăța arterele înfundate, pentru a opri sângerările interne sau pentru a îndepărta tumorile canceroase – toate în cadrul unor proceduri minim invazive”, spune John A. Rogers, care a condus activitatea experimentală, într-un comunicat de presă al universității.

Crabul în cauză este capabil să meargă cu o viteză medie de jumătate din lungimea sa pe secundă. Este o realizare semnificativă, deși, având în vedere scara, este vorba doar de un sfert de milimetru pe secundă.

Cercetătorii nu au folosit structuri electronice sau hidraulice complexe pentru a proiecta robotul. Principiul de funcționare care îi permite să meargă este chiar foarte simplu în teorie: se bazează în întregime pe principii de elasticitate și reziliență în însăși structura corpului robotului.

De fapt, structura sa a fost proiectată într-un aliaj cu memorie de formă. Acest aliaj are o formă „stocată”, la care revine invariabil ori de câte ori este încălzit.

Când se răcește, un strat subțire de sticlă readuce partea încălzită anterior la o stare deformată, prin elasticitate.

O metodă de design inspirată de o carte pop-up

Robotul crab

În cazul unuia dintre picioarele crabului, de exemplu, acest lucru înseamnă că are două poziții, care pot fi alternate prin încălzirea și răcirea succesivă a acestuia. De acest lucru este nevoie pentru a obține capacitatea de a merge.

Pentru a face acest lucru, oamenii de știință folosesc raze laser care le permit să încălzească foarte rapid zonele vizate din corpul robotului. În funcție de mișcările laserului, este posibil să se controleze și direcția robotului crab, conform Science Robotics.

Ne-am putea imagina că acest lucru durează, dar în realitate, „deoarece aceste structuri sunt foarte mici, rata de răcire este foarte rapidă”, explică John Rogers. De fapt, reducerea dimensiunii acestor roboți le permite să funcționeze mai rapid.

Robotul crab este atât de mic încât încape pe marginea unei monede. Northwestern University
Robotul crab este atât de mic, încât are loc pe marginea unei monede. Foto: Northwestern University

Metoda de asamblare folosită pentru a crea o structură atât de mică este inspirată de cărțile pop-up (care conțin forme 3D între pagini) pentru copii, pe care cercetătorii le-au studiat vreme îndelungată.

Crabul a fost proiectat în întregime plat, folosind forme geometrice. Această structură plată a fost apoi lipită pe un substrat de cauciuc ușor întins.

Atunci când cauciucul este eliberat, crabul capătă forma sa tridimensională. Această metodă permite realizarea a tot felul de forme, iar cercetătorii au creat, de fapt, și greieri, gândaci și omizi.

Motivul pentru care au ales un crab mic pentru prototipul prezentat este foarte simplu:

„Cu aceste tehnici de asamblare și concepte de materiale, putem construi roboți ambulanți cu aproape orice dimensiune sau formă 3D, dar elevii au fost inspirați și amuzați de mișcările laterale ale micilor crabi. A fost un capriciu creativ”, spune Rogers.

Ca să știi mai mult, citește „Enigmele științei”

După secole de salturi uriașe în domeniul științei – de la tiparniță la fisiunea nucleară -, ne punem întrebarea: A mai rămas ceva de descoperit și de cercetat și în secolul XXI? Știința ridică la fel de multe întrebări precum acelea la care a găsit deja răspunsuri. Toate intră în categoria „enigme ale științei”, care își așteaptă rezolvarea.

Și, cine știe, poate chiar unii dintre dumneavoastră, dragi cititori tineri, veți contribui, într-un fel sau altul, la dezlegarea lor.  Există cazuri celebre de mari oameni de știință – Faraday, Darwin, Einstein etc. – al căror drum în carieră le-a fost determinat de citirea, în adolescență, a unor modeste cărți de popularizare a științei.

Însă, de multe ori, dezlegarea unei enigme științifice duce la descoperirea alteia noi – și așa mai departe. Newton, unul din marile genii ale omenirii – cu modestie – a scris, la sfârșitul cărții sale „Principiile matematice ale filosofiei naturale”, tipărită în 1689, următoarele cuvinte:

„Nu știu cum arăt eu în fața lumii, dar mie mi se pare că sunt un băiat care se joacă pe țărmul mării și se distrează căutând din timp în timp pietricele colorate sau o scoică roșie, în timp ce marele «ocean al adevărului» se întinde necunoscut în fața mea”.

Deși între timp au fost făcute multe descoperiri științifice, „pietricelele colorate” nu s-au epuizat, oceanul adevărului vă așteaptă ! Tocmai de aceea, știința continuă să fie vie și atât de fascinantă. Pentru mai multe informații privind temele puse în discuție, cititorii sunt invitați să consulte bibliografia care a stat la baza documentării autorului, anexată la sfârșitul acestei cărți.

„Enigmele științei” se găsește cu reducere pe eMag sau pe Libris.


Articol interesant? Dă-l mai departe!

Citește în continuare

Lasă un comentariu