Domů     Roboti a světlo: Budoucnost napájení
Roboti a světlo: Budoucnost napájení
19.2.2022

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.

Podle Ivana Řehoře se naše těla skládají ze základních stavebních kamenů – buněk. Foto: Pixabay
Podle Ivana Řehoře se naše těla skládají ze základních stavebních kamenů – buněk. Foto: Pixabay

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

reklama

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.

Pokud chceme vytvářet biomateriály, které mají s naším tělem interagovat či přejímat některé jeho funkce, musíte být schopni tyto biomateriály tvarovat v malých velikostech. Foto: Pixabay
Pokud chceme vytvářet biomateriály, které mají s naším tělem interagovat či přejímat některé jeho funkce, musíte být schopni tyto biomateriály tvarovat v malých velikostech. Foto: Pixabay

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.

Mezi výhody patří také kvantita produkce takových mikročástic. Foto: Pixabay
Mezi výhody patří také kvantita produkce takových mikročástic. Foto: Pixabay

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.

Nyní se odborníci zabývají prací na tzv. mikrofluidním syntetizátoru, v němž by byly všechny kroky výrobního procesu seřazeny za sebou a který by hydrogelové mikročástice vydával v počtech desetitisíců za hodinu (pro představu – na 1 cm3 umělé tkáně je potřeba zhruba milion mikročástic). Foto: Pixabay
Nyní se odborníci zabývají prací na tzv. mikrofluidním syntetizátoru, v němž by byly všechny kroky výrobního procesu seřazeny za sebou a který by hydrogelové mikročástice vydával v počtech desetitisíců za hodinu (pro představu – na 1 cm3 umělé tkáně je potřeba zhruba milion mikročástic). Foto: Pixabay

„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.

Zdroje informací a fotografie
reklama

Související články
Věda a technika
Proč si pamatujeme trapné okamžiky celé roky?
Stačí jediná nešťastná věta pronesená před plnou místností a člověk se při vzpomínce na ni červená ještě po deseti letech. Zato co měl včera k obědu nebo kam položil klíče, to si často nedokáže vybavit už po několika hodinách. Lidská paměť totiž nefunguje jako kamera. Mnohem víc než na běžných událostech záleží na tom, jaké […]
Věda a technika
Starý dobrý vypínač: Z jakých důvodů se světlo zapíná právě takhle?
Stačí jediný pohyb prstu a místnost se zalije světlem. Vypínač patří k nejběžnějším předmětům v domácnosti, přesto jeho podobu, umístění i způsob ovládání provází překvapivě zajímavý příběh. Když se elektřina stěhuje do domácností, nemění totiž jen způsob osvětlení. Učí člověka novému každodennímu rituálu. Ještě před nástupem elektřiny lidé rozsvěcují plynové lampy otáčením malého kohoutku. Když […]
Věda a technika
Proč se nám chce spát po vydatném obědě? Za ospalostí není jen plný žaludek
Zná to téměř každý. Dojíme poslední sousto, opřeme se o židli a najednou máme pocit, že bychom nejraději zavřeli oči a na chvíli zmizeli ze světa. Odpolední ospalost přitom není pouhým důsledkem přejedení. Svou roli hrají biologické hodiny, hormony, složení jídla i signály, které si mezi sebou posílají střeva a mozek. Proč nás po obědě […]
Věda a technika
Pro lásku k moři: Co dalo lidem svobodu pod vodní hladinou?
Ještě v prvních desetiletích 20. století bylo potápění spojeno s těžkou objemnou výstrojí.  Neforemné skafandry s přilbami byly závislé na dodávce vzduchu z hladiny. Pak však přišel zlom, který cestu do světa pod vodní hladinou zpřístupnil i pro laiky. Ba co víc, poskytl jim netušenou svobodu! V době druhé světové války se ve Francii zrodil […]
svět zločinu
Zhroucení budovy Rana Plaza: Spadne to? Stejně přijďte!
Sanitky se prodírají mezi lidmi. Lidský řetěz si podává kusy sutin. „Tady! Vidím rukáv!“ křičí menší chlapík. Jde o minuty. Zachráněný ještě žije a brzy leží na nosítkách. Muž s píšťalkou klestí cestu davem. Z trosek se nakonec podaří vytáhnout na 2500 zraněných. O kus vedle ale leží jeden vedle druhého ti, kteří neměli tolik štěstí. Na […]
Bhópálská katastrofa: Smrtící mrak bez zápachu
Nerezová ocel? Drahé, použijte normální. Chladicí systém, který spálí energii v hodnotě 70 dolarů denně? Zastavit! A skutečně… Společnosti Union Carbide vyrábějící pesticidy, která se rozhodne po vzoru své první továrny v Západní Virginii vybudovat druhou fabriku v indickém Bhópálu, se podaří sérií škrtů srazit náklady oproti první stavbě o 8 000 000 dolarů! Na […]
Otisky prstů: Kdy detektivové zjistili, že každý člověk zanechává svůj podpis?
Zločinec může změnit účes, oholit si vousy, nasadit falešné jméno, a dokonce se pokusit zamaskovat svou tvář. Jenže na konečcích prstů si nosí něco, co se falšuje mnohem hůř. Nenápadné rýhy, obloučky a spirály jsou totiž u každého člověka jedinečné. Lidstvo si jejich existence všímá už tisíce let, ale trvá překvapivě dlouho, než kriminalisté pochopí, […]
Počítač jako místo činu: Jak vznikla digitální kriminalistika
Moderní pachatel nemusí na místě činu zanechat jedinou kapku krve ani otisk prstu. Stačí mu počítač, mobilní telefon nebo připojení k internetu. Právě tam může zůstat neviditelná stopa, která vyšetřovatele dovede k pravdě. Digitální kriminalistika, obor na pomezí počítačové vědy a klasické detektivní práce, se stal nepostradatelnou součástí pátrání po pachatelích. Ještě v první polovině […]
Nenechte si ujít další zajímavé články
Ferdinand I. zatrhl šizení na tržištích
historyplus.cz
Ferdinand I. zatrhl šizení na tržištích
„Prvotřídní kvalita, dovoz z Itálie,“ přesvědčuje kupec s látkami bohatou pražskou měšťanku. Žena pečlivě osahává štůček mušelínu. „Vezmu si pět loket,“ prohlásí. Kupec rychle naměří požadovanou délku. Pořádný kus mu přitom zůstane za prsty…   „Na šaty ho bude málo, milostpaní. Stačí jenom na sukni,“ zhodnotí švadlena množství růžového mušelínu. „Ošidili vás, podívejte.“ Vezme do ruky dřevěnou
Krvavé maltské podzemí a tajemná Petra
enigmaplus.cz
Krvavé maltské podzemí a tajemná Petra
V oblasti Paola na předměstí hlavního města La Valetta na Maltě se v roce 1902 dostala skupina dělníků do problémů. S několika se při rozbíjení skal propadla zem. „Dostaňte nás odsud, něco tady je,“ z
Historické Boskovice: Procházka od hradu k zámku
epochanacestach.cz
Historické Boskovice: Procházka od hradu k zámku
Návštěvou jednoho města si snadno zajistíme program třeba na celý víkend. Boskovice totiž nabízejí hned dvě významné architektonické památky, vzdálené od sebe jen půl kilometru. A tak se vydejme za hradem i za zámkem do krásné jihomoravské krajiny. Trhová osada Boskovice na okraji Drahanské vrchoviny vznikla někdy ve13. století, a už v roce 1313 kronikáři zaznamenali
Pátrání po nacistickém zlatě: Je ukryté pod hladinou německého jezera?
epochalnisvet.cz
Pátrání po nacistickém zlatě: Je ukryté pod hladinou německého jezera?
Nad vodou se převalují chuchvalce mlhy, ze kterých se náhle vynoří siluety několika člunů. Mají velmi podivnou posádku. Dobře živení, po zuby ozbrojení muži v černých uniformách a na straně druhé: zubožená těla oblečená v chatrných vězeňských hadrech. Co tato přízračná scéna znamená?   Je jaro roku 1945, druhá světová válka se chýlí ke konci. Jezero Stolpsee
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz