Bilim insanları, bakterilerden oldukça esnek olan akıllı, biyouyumlu mikrorobotlar tasarlamaya başladı

Bir gün EPFL ve ETH Zürih’te yürütülen araştırmalar sayesinde doğrudan hastalıklı dokuya ilaç veren küçük robotları yutabiliyor olacağız. EPFL’de Selman Sakar’ın ve ETH Zürih’teki Bradley Nelson’ın önderlik ettiği bilim insanları grubu, bakterilerden oldukça esnek olan akıllı, biyouyumlu mikrorobotlar tasarlamaya başladı. 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 yapılmaktalar.

EPFL ve ETH Zürih’teki bilim insanları, çevrelerine bağlı olarak şekil değiştirebilecek küçük elastik robotlar geliştirdiler. Science Advances’te yer alan bir makalede, bilim insanları robotun şeklini “programlamak” için geliştirdikleri yöntemi açıkladı; böylece yoğun, viskoz veya hızla hareket eden sıvılar arasında kolayca seyahat edebilir bir tasarım.

Bedenlenmiş zeka: Robotları düşündüğümüzde, genellikle karmaşık elektronik sistemler, sensörler, aküler ve aktüatörlerle donatılmış hacimli makineleri aklımıza getiriyoruz 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. “Robotlarımız, içinde bulundukları sıvının özelliklerine adapte olmalarını sağlayan özel bir yapıya sahip. Örneğin, viskozite veya ozmotik konsantrasyonda bir değişiklikle karşılaşırlarsa, hızlarını ve manevra kabiliyetlerini korumak için şekillerini değiştiriyorlar.” diyor Sakar. Bu deformasyonlar, hantal sensör veya aktüatör kullanılmadan performansı en üst düzeye çıkarmak için önceden “programlanabilir”. Robotlar, bir elektromanyetik alan kullanarak kontrol edilebilir veya sıvı akışını kullanarak boşluklar içinde kendi başlarına gezinmek için bırakılabilirler. Her iki durumda da, otomatik olarak en verimli şekle dönüşürler.  Doğadan ilham alındı: Nelson “Doğa, çevresel koşulları değiştikçe şekil değiştiren çok sayıda mikroorganizmayı geliştirmiştir. Bu temel ilke, mikro robot tasarımımıza ilham verdi. Bizim için temel zorluk, ilgilendiğimiz değişiklik türlerini tanımlayan fiziği geliştirmek ve bunu yeni üretim teknolojilerine entegre etmek oldu.” diyor. Gelişmiş etkinlik sunmaya ek olarak, bu minyatür yumuşak robotlar da makul bir maliyetle kolayca üretilebilir. Şimdilik araştırma ekibi, insan vücudunda bulunan karmaşık sıvılarla yüzmenin performansını arttırmaya çalışıyor.
Çeviren: Bünyamin TAN
Kaynak: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/01/190118145536.htm