Vědci z celého světa se předhánějí, kdo dřív přijde s nejmodernějším způsobem ovládání robotických zařízení. Jako inovativní je nově považováno řízení a napájení robotů o velikosti lidské buňky světlem. Zásluhu na objevu si připsali čeští odborníci.
Nejnovější objev vědeckých pracovníků z Vysoké školy chemicko-technologické v Praze (VŠCHT) pod vedením RNDr. Ivana Řehoře, Ph.D. ve spolupráci s Ústavem organické chemie a biochemie AV ČR a nizozemskou Univerzitou v Utrechtu se týkal mikrobotů z gelu a zlata navigovaných světlem.
Miniaturní stroje jsou schopny donekonečna – při zachování zdroje světla – vykonávat na úrovni mikrosvěta mechanicky zcela přesné úkony bez nutnosti jakéhokoli invazivního zákroku zvenčí. Výsledky studie byly zveřejněny v časopise Soft Robotics.
Úkony prováděné v mikrosvětě
Tento projekt a mnoho dalších jsou průkopnickými činnostmi v mikroměřítku, tedy v úrovni jednotek či desítek mikronů.
Již dříve bylo prokázáno, že dovednosti robotů, zejména jejich schopnost manipulace, ovlivnila řadu odvětví, jmenovitě automobilový průmysl nebo průmyslovou výrobu obecně.
V budoucnu bychom se tak zřejmě dočkali radikálních změn např. ve výrobě materiálů, biomedicínských aplikacích apod., zkrátka tam, kde bude možné jednoduše, levně, přesně a bezpečně manipulovat jednotlivými buňkami a skládat je do větších funkčních celků.
Sci-fi představy ožívají
Mikroboti z laboratoře českých vědců jsou tvořeni na světlo reagujícími hydrogelovými mikročásticemi. Vyvinuti jsou v procesu nazvaném stop flow litografie a jejich součástí jsou také částice zlata.
„Pokud vyrábíte malého robota, není možné, aby si nesl svůj zdroj energie s sebou. Proto jsou naši roboti napájeni na dálku svazkem světla.
Zlaté částice toto světlo účinně zachycují a přeměňují jej na teplo, které vyvolává vlastní pohyb robota pomocí opakovaných stahů jeho těla,“ popsal Řehoř.
S nápadem využít světlo jako zdroj pohybu se odborníci již setkali, avšak unikátnost práce VŠCHT spočívá v samotné kontrole pohybu robota, jenž se po povrchu plazí tím nejjednodušším možným způsobem, jeho tělo se smršťuje a znovu rozpíná, de facto se pohybuje podobně jako obyčejná žížala.
Zásadní úlohu má v tomto případě nerovnoměrná změna tření mezi robotem a podkladem, po němž se sune.
„Tato změna pochází ze složitých dějů v materiálu robota, jež se během jeho smrštění a roztahování dějí na molekulární úrovni zaplétání a opětovného rozplétání jednotlivých polymerních řetězců, z nichž je vyroben.
V tom je náš systém unikátní, a to nám také umožňuje naprosto jednoduchý systém řízení a navigace robota pouze pomocí míření svazku světla,“ vyzdvihnul studii Řehoř.
Mají mnoho kladů
Mezi obrovské plusy mikrobotů se bezesporu řadí, v porovnání s klasickými přístupy k mikromanipulaci, nízká výrobní cena.
V dnešní době stále převládají nástroje, které využívají „zpřevodování“ makroskopických pohybů do mikroměřítka, jako například přístroje pro asistovanou reprodukci či mikrochirurgii. Jejich cena je však vysoká.
„Naše zařízení k ovládání robotů je mnohem jednodušší než u magnetických robotů a lze jej snadno postavit za 500 euro. Navíc pracujeme na vývoji mikrorobotů, kteří by mohli být jednou napájeni i běžným slunečním světlem a plazili by se kdekoli. Ale to je opravdu budoucnost,“ uzavřel doktor Řehoř.
