EPFL‘de Selman Sakar’ın ve ETH Zürih’teki Bradley Nelson’ın önderlik ettiği bilim insanları; bakterilerden oldukça esnek olan akıllı, biyouyumlu mikrorobotlar tasarladılar. Bu cihazlar; sıvılar arasında yüzebildiklerinden ve gerektiğinde şeklini değiştirebildiklerinden, dar kan damarlarından ve karmaşık sistemlerden hız veya manevra kabiliyetinden ödün vermeden geçebilirler. Elektromanyetik bir alan üzerinden kontrol edilmelerini sağlayan manyetik nanopartiküller içeren hidrojel nanokompozitlerden yapılırlar.
Science Advances’te yer alan makalede, bilim insanları robotun şeklini “programlamak” için geliştirdikleri yöntemi açıkladılar. Programlanan bu şekil ile; yoğun, viskoz veya hızlı hareket eden sıvılar arasında kolayca seyahat edebilir.
Bedenlenmiş Zeka
Robotlar dendiğinde; genellikle karmaşık elektronik sistemler, sensörler, aküler ve aktüatörlerle donatılmış hacimli makineler akla gelir. Ancak mikroskobik ölçekte robotlar tamamen farklıdır.
Minyatür robotlar üretmek, bilim insanlarının; origami bazlı bir katlama yöntemi kullanarak, ele aldıkları bir dizi zorluk sunuyor. Yeni hareket stratejileri; gömülü elektronik sistemler tarafından gerçekleştirilen klasik hesaplama paradigmasına bir alternatif olan somutlaşmış zekayı kullanıyor.
Araştırmacı Selman Sakar: “Robotlarımız; içinde bulundukları sıvının özelliklerine adapte olmalarını sağlayan, özel bir yapıya sahiptir. Örneğin; viskozitede veya ozmotik konsantrasyonda bir değişiklikle karşılaşırlarsa, hareket yönünün kontrolünü kaybetmeden hızlarını ve manevra kabiliyetlerini korumak için şekillerini değiştirirler.”
Bu deformasyonlar; hantal sensör veya aktüatör kullanılmadan performansı en üst düzeye çıkarmak için önceden “programlanabilir”. Robotlar, bir elektromanyetik alan kullanarak kontrol edilebilir veya sıvı akışı kullanarak boşluklar içinde kendi başlarına gezinmek için bırakılabilir. Her iki durumda da, otomatik olarak en verimli şekle dönüşürler.
Doğadan İlham Alındı
Araştırmacı Nelson: “Doğa, çevre koşulları değiştikçe şekil değiştiren çok sayıda mikroorganizma geliştirmiştir. Bu temel ilke, mikrorobot tasarımımıza ilham verdi. Bizim için temel zorluk, ilgilendiğimiz değişiklik türlerini tanımlayan fiziği geliştirmek ve daha sonra entegre etmek oldu.”
Gelişmiş etkinlik sunmanın yanında; bu minyatür yumuşak robotlar da makul bir maliyetle kolayca üretilebilir. Şimdilik araştırma ekibi, insan vücudundaki gibi karmaşık sıvılarla yüzmek için performansı iyileştirmeye çalışıyor.
