A mindössze fél milliméter széles apró rákok képesek hajolni, csavarodni, kúszni, járni, fordulni és még ugrani is. A kutatók milliméteres robotokat is kifejlesztettek, amelyek férgekre, tücskökre és bogarakra hasonlítanak. Bár a kutatások egyelőre feltáró jellegűek, a szakemberek úgy vélik, hogy technológiájuk közelebb viheti a területet olyan mikroméretű robotok megvalósításához, amelyek szűk helyeken belül is képesek gyakorlati feladatokat ellátni - számolt be a TechXplore.
A kutatást ismertetése a Science Robotics című folyóiratban jelent meg. Tavaly szeptemberben ugyanez a csapat egy szárnyas mikrochipet mutatott be, amely az eddigi legkisebb, ember által készített repülő szerkezet volt.
"A robotika izgalmas kutatási terület, és a mikroméretű robotok fejlesztése szórakoztató téma a tudományos kutatás számára. Elképzelhető, hogy a mikro-robotokat az iparban kis szerkezetek vagy gépek javítására vagy összeszerelésére szolgáló ágensként, vagy sebészeti asszisztensként az eltömődött artériák kitisztítására, a belső vérzés elállítására vagy a rákos daganatok eltávolítására használják. Mindezt minimálisan invazív eljárások során" - mondta John A. Rogers, aki a kísérleti munkát vezette.
"Technológiánk számos irányított mozgásmódot tesz lehetővé, és képes másodpercenként testhosszának felét elérő átlagsebességgel járni. Ezt nagyon nagy kihívás ilyen kis léptékben elérni a földi robotok esetében" - tette hozzá Yonggang Huang, aki az elméleti munkát vezette.
A bolhánál is kisebb rákot nem hajtja bonyolult hardver, hidraulika vagy elektromosság. Ehelyett az ereje testének rugalmasságában rejlik. A robot megépítéséhez a kutatók olyan alakemlékező ötvözetből készült anyagot használtak, amely melegítés hatására átalakul olyan alakura, amelyre "emlékezni kell". Ebben az esetben a kutatók egy letapogató lézersugárral gyorsan felmelegítették a robotot a testének különböző célzott helyein. Egy vékony üvegbevonat a lehűléskor rugalmasan visszaállítja a szerkezet megfelelő részének eredeti alakját.
Ahogy a robot az egyik fázisból a másikba vált - az alakváltoztatott alakból az emlékezetes formába és vissza -, kialakul a helyváltoztatás. A lézer nemcsak az aktiválásához vezérli távolról a robotot, hanem a lézer pásztázási iránya határozza meg a robot járási irányát is. A balról jobbra történő szkennelés például azt eredményezi, hogy a robot jobbról balra mozog.
"Mivel ezek a szerkezetek egészen aprók, a lehűlés sebessége nagyon gyors. Valójában e robotok méretének csökkentése lehetővé teszi a gyorsabb futást" - magyarázta Rogers.
A csapat először a sétáló rákok előfutárait állította elő lapos, sík geometriában. Ezután ezeket a prekurzorokat egy enyhén megnyújtott gumiszubsztrátumra ragasztották. Amikor a kifeszített hordozót ellazítják, egy ellenőrzött csavarodási folyamat következik be, amelynek hatására a rákok pontosan meghatározott háromdimenziós formákba "pattannak fel".
"Ezekkel az összeszerelési technikákkal és anyagkoncepciókkal szinte bármilyen méretű vagy 3D-s formájú járkáló robotokat építhetünk. De a diákokat inspirálta és szórakoztatta az apró rákok oldalirányú kúszó mozgása. Ez a forma egy kreatív szeszély eredménye" - mondta Rogers.
