Robot stworzony przez naukowców ma długość 0,8 mm, szerokość 0,8 mm i wysokość 0,14 mm. Aby lepiej wyobrazić sobie jego znikome rozmiary, warto przytoczyć średnicę jednego grosza, która wynosi 15,5 mm. 

Niewielki rozmiar nie oznacza jednak niewielkiej funkcjonalności. Robot jest elastyczny i mobilny, a jego konstrukcja pozwala na wyposażenie go w różne funkcje. Mikrorobotem można bowiem manewrować zdalnie w roztworze wodnym, a jego mikroramię może być zasilane bezprzewodowo dzięki źródłom światła.



Funkcjonalność mikrorobota

Tak niewielka technologia może znaleźć zastosowanie w dziedzinie mikro-robotyki oraz technologii medycznej. Z jej pomocą będzie można na przykład kierunkowo podawać leki lub bezpośrednio diagnozować choroby w organizmie człowieka. 

– Prawie dziesięć lat temu wraz z zespołem wpadliśmy na pomysł połączenia niewielkich napędów dysz chemicznych z komponentami mikroelektronicznymi, aby połączyć dwie dyscypliny, które do tej pory miały niewiele wspólnego – powiedział dr Oliver G. Schmidt

Przedstawiona na łamach „Nature Electronics” jednostka napędowa układu składa się ze zwiniętych mikroprobówek, które wytwarzają ciąg przez wyrzucanie pod ciśnieniem pęcherzyków tlenu. Badacze byli w stanie kontrolować termicznie ten proces w jednej z dwóch mikroprobówek, a tym samym sterować mikrorobotem w różnych kierunkach. Naukowcy stworzyli kompletny układ mikroelektroniczny z kombinacji nanomembran na bazie polimerów, co stanowi istotny i kluczowy element rozwoju. Konstrukcja jest bardzo elastyczna mechanicznie i umożliwia włączenie elementów elektronicznych i sterowanych elementów wykonawczych.

Na końcowych etapach zespół wykonał cienką warstwę termoreaktywnego polimeru i wprowadził go jako element uruchamiający na jednym końcu układu mikro-robotycznego. Dzięki regulowanemu zlokalizowanemu wzrostowi lub spadkowi temperatury możliwe jest otwieranie i zamykanie tego termoresponsywnego mikroramienia w celu chwytania i uwalniania drobnych przedmiotów.

Zasilanie mikrorobota

Każde urządzenie elektroniczne potrzebuje energii, jednak w przypadku tak małego robota ładowanie go za pomocą klasycznego gniazdka jest wykluczone. Do zasilania mikrorobota zastosowano zatem system do bezprzewodowej transmisji energii, który polega na zintegrowaniu zewnętrznego nadajnika z cewką odbiornika w mikrosystemie. Energia jest przekazywana przez indukcję na podobnej zasadzie, na jakiej opiera się bezprzewodowe ładowanie telefonu komórkowego. To pierwsze wykorzystanie bezprzewodowej transmisji energii elektrycznej w tak małym urządzeniu.

Mimo innowacyjnej technologii rozwiązanie naukowców z Chemnitz i Drezna nie pozostaje bez wad. Największym problemem jest konieczność wykorzystywania nadlenku wodoru jako części paliwa napędowego. Nadlenek ten nie może być stosowany bezpośrednio w ludzkim ciele, dlatego naukowcy w dalszych badaniach będą skupiać się na tym, żeby wyeliminować ten czynnik z procesu zasilania mikrorobota.

Źródło: Chemnitz University of Technology