Robot-gąsienica z Uniwersytetu Warszawskiego

Badacze z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego, przy użyciu technologii światłoczułych elastomerów rozwiniętej pierwotnie w Instytucie LENS we Florencji, zademonstrowali mikrorobota naśladującego ruch gąsienicy. 15-milimetrowej długości robot czerpie energię oraz jest sterowany przy pomocy modulowanej wiązki lasera. Oprócz poruszania się po płaskim podłożu potrafi wspinać się na pochyłości, przeciskać przez wąskie szczeliny i transportować obiekty nawet sześć razy cięższe niż on sam.

Od co najmniej pół wieku inżynierowie i naukowcy konstruują roboty, które usiłują naśladować rozmaite sposoby poruszania się zwierząt. Większość z nich opiera się na konstrukcjach ze sztywnych elementów połączonych stawami, poruszanych przez elektryczne bądź pneumatyczne silniki. Tymczasem ogromna liczba żywych organizmów - na przykład ślimaki na lądzie czy ośmiornice w wodzie - nie posiada szkieletu i świetnie przemieszcza się, również w trudnych warunkach, wykorzystując deformacje miękkiego ciała.

Próby budowania elastycznych robotów były dotychczas ograniczone przez trudności w ich zasilaniu oraz kontrolowaniu ruchu - dostępne mechanizmy ograniczają typowe wymiary do dziesiątek centymetrów. Dopiero użycie nowych ,"inteligentnych materiałów", w tym ciekłokrystalicznych elastomerów, otworzyło możliwości projektowania i budowania robotów wielkości owadów, a nawet jeszcze mniejszych. Dzięki odpowiedniemu uporządkowaniu (orientacji) cząsteczek elastomeru może on odwracalnie zmieniać kształt, kiedy oświetlamy go wiązką lasera. Umożliwia to zdalne zasilanie i sterowanie robota, nawet bardzo małego.

- Projektowanie robotów z miękkich elastomerów wymaga całkowitej zmiany sposobu myślenia o mechanice, zasilaniu i sterowaniu - mówi Piotr Wasylczyk z Pracowni Nanostruktur Fotonicznych, który kierował projektem. - Przyglądamy się rozwiązaniom, które powstały w toku ewolucji i próbujemy je, na razie dość nieudolnie, naśladować w laboratorium. W naszych badaniach biorą udział studenci już od pierwszych lat studiów. Pierwszym autorem publikacji w Advanced Optical Materials jest Mikołaj Rogóż, który właśnie obronił pracę licencjacką na temat ciekłokrystalicznych elastomerów.

Naukowcy mają nadzieję, że nowa generacja elastomerów umożliwi im niedługo zbudowanie robotów pływających na i pod powierzchnią wody, a nawet mikroskopijnych maszyn latających. Badania nad mikrostrukturami o interesujących własnościach optycznych i opto-mechanicznych są finansowane przez Narodowe Centrum Nauki w ramach projektu "Światło na rzadziej uczęszczanych ścieżkach - optyka trójwymiarowych struktur fotonicznych".

Polecamy w wydaniu internetowym chip.pl: Aktualizacja Windows 10 popsuła miliony kamerek internetowych