Miniaturní roboti ve stylu origami
Dokáží se sami sestavit (resp. složit a nakonfigurovat), umí chodit, plavat, a mohou se třeba i rozpustit… Trojrozměrní mikroroboti zhruba o velikosti fazole, kteří jsou výsledkem vývojářského týmu proslulého Massachussetského technologického institutu (MIT), vzbudili vzápětí po svém představení velký zájem.
Nejde však jen o pouhé hračky, či technické kuriozity, ale jak uvádí jejich tvůrci (tedy tým ve složení Shuhei Miyashita, Steven Guitron, Marvin Ludersdorfer, Cynthia R. Sung a Daniela Rus), tato miniaturní zařízení mají aplikační potenciál v řadě oblastí, jako je např medicína. Nicméně jejich reálné nasazení je ještě vzdálenou budoucností. Zatím slouží jako technologický demonstrátor.
Ze 2D na 3D díky teplu a energii
K vytvoření miniaturního robota, který by byl malý a snadno se vyráběl, využil vědecký tým vtipně principu populární japonské skládačky origami. Ta umožňuje vytvořit z listu papíru i složité prostorové tvary napodobující zvířata, ptáky, květiny apod. Tato unikátní metoda nazvaná rekonfigurační strukturování (reconfiguration-based-structuring) nabízí levnou a rychlou výrobu trpasličích robotů i jejich kompaktní a snadnou přepravu. To umožňuje možnost sestavení robota buď přímo na místě, kde má operovat, nebo poblíž něj.
Už dříve byly zkoumány různé metody samoskládání plochých materiálů, včetně např. využití slitin s tvarovou pamětí nebo jejich polymerovou alternativou iniciovanou tepelným zahřátím, elektromagnetickými vlnami, vlhkostí, či laserovým paprskem v hydrogelu apod. Zmíněná technologie také využívá triku s tvarovou pamětí polymerového materiálu umožňujícího vytváření různých struktur, jako např samosestavitelných senzorů, kdy je jako spouštěč k rekonfiguraci, tzn. poskládání robota do pracovní podoby, využito působení tepla. Samoskládací plátek umožňuje více než stovku simultánních dvousměrných přeložení k vytvoření třívrstvé struktury, což je dosaženo pomocí tepelně smršťovatelného PVC filmu vloženého mezi dvě pevné strukturální vrstvy. Kontrakce různé intenzity mezi přední a zadní částí nad nevykrytými oblastmi vyvolají spojovací pohyby plátku a když je na strukturu aplikováno teplo z Peltierova článku umístěného na spodní straně, vzniknou ve střední smrštitelné vrstvě spojovací síly, které vedou k programovému skládání ve směru širší mezery mezi jeho částmi. Po samosložení pak Peltierův článek naopak chladí magnet, jehož sílové působení se vzrůstající teplotou slábne.
Pro samotné řízení robota a jeho pohyb (jako základní způsoby byly určeny chůze a plavání) je využíván nově vyvinutý elektromagnetický systém. Na základě magnetických impulzů se tělo robota vychyluje pod různými úhly a po kontaktu s povrchem následně pohybuje požadovaným směrem, nebo se dokáže otočit apod.
Robotický kamikadze
Robotek ve své původní, rozložené podobě vypadá jako čtverec papíru či celuloidu, nebo aluminiový plíšek o ploše 1,7 cm2. Jeho hmotnost činí necelou třetinu gramu (přesněji řečeno 0,31 g), a jeho podstatnou součástí je miniaturní nedoymový magnet – malá kovová krychlička velká asi 1 mm3. Poté, co je robotek vystaven působení tepla, začnou se dít věci: z původního plátku se podobně jako v populární japonské skládačce origami vytvoří termickou aktivací 3D objekt, který se na svých jehlanovitých nožkách dokáže pohybovat rychlostí 3,8 násobku své délky za minutu a může být dálkově bezdrátově ovládán pomocí externího magnetického pole. Výzkumníci uvádějí, že je schopen provádět jednoduché úkoly, jako např. plavat, přepravovat drobný náklad, zdolávat terénní nerovnosti a „zavrtávat se“.
Miniaturní robotci byli vytvořeni a představeni hned v několika různých verzích nabízející různé vlastnosti v závislosti na použitém výrobním materiálu - např. robot v elektricky vodivém provedení je vytvořen z hliníkem potaženého polyesteru. Ve speciální verzi dokáže další plastový mikrorobůtek dokonce spáchat i sebevraždu - v rámci naprogramované finální sebedestrukce se rozpustí v acetonu (tedy kromě neodymové magnetické krychličky). Jedna z variant mikrorobota, jehož vrstvy jsou vytvořeny z vodou degradovatelného matreiálu, dokonce dokáže spáchat finální harakiri i ve vodě. Tato sebevražedná schopnost však není samoučelným efektním trikem, ale má ryze praktický záměr: umožňuje jednoduše odstranit robota poté, co splnil svůj úkol.
420
