Ważący zaledwie 1,2 miligrama nowy robot o nazwie FAIRY (od Flying Aero-robots based on Light Responsive Materials Assembly) jest pierwszym latającym robotem opartym na miękkich materiałach reagujących na światło. Dzięki małej wadze robot z łatwością wznosi się w powietrze i może być zasilany oraz sterowany za pomocą źródła światła, takiego jak wiązka laserowa lub dioda LED.
Rozwój polimerów reagujących na bodźce zewnętrzne przyspieszył w ostatnich latach. Dzięki temu mogły powstać małe, sterowane bezprzewodowo roboty nowej generacji o "miękkich" ciałach. Wcześniejsze projekty pokazały, że tego typu roboty mogą się sprawnie poruszać, skakać czy pływać. Teraz fińscy badacze poszli jeszcze dalej i sprawili, że roboty latają.
Naukowcy z grupy Light Robots na Uniwersytecie w Tampere opracowali malutkiego robota w ramach projektu o nazwie "FAIRY-Flying Aero-robots based on Light Responsive Materials Assembly", który nadzorowali Hao Zeng i Jianfeng Yang. - Nasz robot jest lepszy od swoich odpowiedników. Wyposażyliśmy go w miękki siłownik wykonany z reagującego na światło ciekłokrystalicznego elastomeru, który działa w reakcji na światło - wyjaśnia Hao Zeng.
Wyniki i opis badań ukazał się na łamach pisma "Advanced Science" (DOI: 10.1002/advs.202206752).
Robot-wróżka sterowany światłem
Sztuczna "wróżka" opracowana przez Zenga i Yanga ma kilka niezwykłych cech. Ze względu na wysoką porowatość i lekkość może łatwo unosić się w powietrzu. Jej konstrukcja umożliwia długodystansowe podróżowanie wspomagane wiatrem. - Nasz robot może być zasilany i kontrolowany przez światło, takie jak wiązka laserowa lub LED - mówi Zeng. Istnieje pewien poziom kontroli robota, ponieważ kształt latającej maszyny można dostosować tworząc żagiel. Jednak jest to robot, którym nie da się bezpośrednio sterować w taki sam sposób, jak na przykład dronem.
Dalsza część artykułu pod materiałem wideo
Czy warto kupić kontroler TourBox Elite?
Robot jest wykonany z włosia, a pojedyncze włókna mają grubość zaledwie 14 mikronów. Włosie połączone zostało z siłownikiem z ciekłokrystalicznego elastomeru, który otwiera się i zamyka w reakcji na światło.
Nowe badania udowadniają, że światło może być wykorzystane do zmiany kształtu maleńkiej struktury przypominającej nasiona mniszka lekarskiego, którymi zainspirowali się twórcy robota. "Robot-wróżka" może dostosować się do kierunku i siły wiatru poprzez zmianę swojego kształtu. Wiązka światła może być również wykorzystana do kontrolowania działań związanych z jego startem i lądowaniem.
A fairy-like robot flies by the power of wind and light
Teraz badacze chcą skupić się na poprawieniu czułości materiału, co umożliwi jego działanie w pełnym świetle słonecznym. Chcą też zwiększyć całą strukturę tak, aby mogła przenosić urządzenia mikroelektroniczne, takie jak GPS, różne czujniki czy związki biochemiczne. Według Zenga, istnieje potencjał dla wielu innych zastosowań.
Science-fiction w rzeczywistości
- Brzmi to jak science-fiction, ale eksperymenty pokazują, że opracowany przez nas robot stanowi ważny krok w kierunku realistycznych rozwiązań odpowiednich na przykład dla sztucznego zapylania - przekonuje Zeng.
W przyszłości miliony takich malutkich robotów mogłyby być swobodnie rozpraszane przez wiatr, a następnie sterowane światłem dotarłyby do obszarów z roślinami oczekującymi na zapylenie. - Miałoby to ogromny wpływ na rolnictwo na całym świecie. Utrata zapylaczy spowodowana globalnym ociepleniem stała się poważnym zagrożeniem dla bioróżnorodności i produkcji żywności - mówi Zeng.
Wcześniej trzeba jednak rozwiązać wiele problemów. Badacze nie wiedzą jak precyzyjnie kontrolować miejsce lądowania oraz jak ponownie wykorzystać urządzenia i sprawić, by były biodegradowalne. Wymaga to współpracy z badaczami z wielu dziedzin.
Źródło: Tampere University, fot. Jianfeng Yang / Tampere University