Robotlar resmen mikroorganizma boyutuna küçüldü.
Pennsylvania Üniversitesi araştırmacıları, Michigan Üniversitesi‘nde geliştirilen bir beyne sahip, dünyanın en küçük tam programlanabilir, otonom robotlarını tanıttı.
Söz konusu mikroskobik yüzücüler çevrelerini algılayabiliyor, karar verebiliyor ve aylarca bağımsız çalışabiliyor. Çıplak gözle zor görülen her bir robot, yaklaşık 0.2 x 0.3 x 0.05 milimetre ölçülerinde, yani tam olarak bakteri ve tek hücreli organizmalar ölçeğinde yer alıyor.
Boyutlarına rağmen robotlar karmaşık desenlerde hareket edebiliyor, sıcaklık değişimlerine tepki veriyor ve hatta grup halinde hareketlerini koordine edebiliyorlar. Onları özellikle çarpıcı kılan şey ise maliyetleri ve uzun ömürleri.
Her bir robotun üretimi kabaca bir sente mal oluyor, ışıkla çalışıyor ve hareketli parça içermiyor; yapılan tasarım tercihi, sıvı ortamlarda çalışmasına rağmen cihazı son derece dayanıklı kılıyor. Makineler hep birlikte, bağımsız hareket, algılama ve hesaplamayı son derece küçük boyutlarda birleştirmekte on yıllardır zorlanan mikro ölçekli robotik alanında uzun zamandır beklenen bir atılımı temsil ediyor.
Mikrobiyal Ölçekte Robotlar
Yıllardır elektronikler giderek küçüldü ancak robotlar geride kaldı. Mikro ölçekte bağımsız hareket özellikle zorlu oldu çünkü su, minik ölçeklerde çok farklı davranıyor.
Penn Elektrik ve Sistem Mühendisliği’nden Yardımcı Doçent ve araştırmanın kıdemli yazarı Marc Miskin, “Otonom robotları 10.000 kat daha küçük hale getirdik.” dedi ve ekledi:
“Gelişme, programlanabilir robotlar için tamamen yeni bir ölçeğin kapılarını aralıyor.”
Mevcut ölçekte suda çalışmak, yüzmekten ziyade kalın bir şurup içinde ilerlemeye benziyor. Pervaneler veya eklemler yerine robotlar zarif bir geçici çözüm kullanıyor: Çevreleyen sıvının kendisini hareket ettiriyorlar.
Robotlar suya doğrudan itmek yerine, sıvıdaki iyonları dürten bir elektrik alanı üretiyor. Bahsi geçen iyonlar daha sonra yakındaki su moleküllerini iterek robotu ileri taşıyan bir itki kuvveti oluşturuyor. Hareketli parçası olmayan söz konusu sistem, robotların aylarca yüzmesine ve bir mikropipet kullanılarak kolayca transfer edilmesine olanak tanıyor. Ayrıca balık sürüleri gibi birlikte hareket ederek koordineli gruplar halinde seyahat edebiliyorlar.
Işıkla Çalışan Bir Beyin
Robotların zekası, Michigan Üniversitesi‘nde geliştirilen ultra minyatür bilgisayarlardan geliyor. Minik işlemciler sadece 75 nanowatt güçle çalışmak zorunda; yani bir akıllı saatten yaklaşık 100.000 kat daha az.
Çalışmanın kıdemli yazarlarından David Blaauw, “Penn Engineering’in itki sisteminin ve bizim minik bilgisayarlarımızın birbirleri için yaratıldığını gördük.” dedi.
Sistemi mümkün kılmak için ekip, mikro ölçekte programların nasıl yazıldığını ve yürütüldüğünü kökten yeniden tasarlamak zorunda kaldı.
Blaauw, “Bilgisayar programı talimatlarını tamamen yeniden düşünmek zorunda kaldık; geleneksel olarak itki kontrolü için birçok talimat gerektiren şeyi tek, özel bir talimatta yoğunlaştırdık.” şeklinde konuştu.
Her robotun yüzeyinin çoğu, güç için ışığı toplayan ve aynı zamanda optik alıcı görevi gören güneş pilleriyle kaplı. Işık darbeleri hem robotlara güç sağlamak hem de onları programlamak için kullanılıyor; her robot, kişiselleştirilmiş talimatlar almasına izin veren benzersiz bir tanımlayıcı taşıyor.
Mevcut nesil, santigrat derecenin üçte biri dahilindeki farkları tespit edebilen sıcaklık sensörleriyle donatılmış durumda. Robotlar daha sıcak bölgelere doğru hareket edebiliyor veya bal arısı “sallanma dansına” benzetilen bir titreme hareketiyle sıcaklık değişikliklerini rapor edebiliyor.
Miskin şöyle devam etti:
“Bu gerçekten sadece ilk bölüm. Neredeyse görülemeyecek kadar küçük bir şeyin içine bir beyin, bir sensör ve bir motor koyabileceğinizi, hayatta kalmasını ve aylarca çalışmasını sağlayabileceğinizi gösterdik.”
Science Robotics dergisine göre gelecek versiyonlar ek sensörler taşıyabilir, daha karmaşık programlar depolayabilir veya daha zorlu ortamlarda çalışarak tıp ve mikro ölçekli üretimi potansiyel olarak dönüştürebilir.
Kaynak: https://interestingengineering.com/ai-robotics/worlds-smallest-autonomous-microrobots
