Tuzdan Daha Küçük Robotlar: Otonom Yüzme Kabiliyetiyle Bilimi Sarsıyor

Otonom Mikro Robotlar, Yüzme Kabiliyetiyle Bilim Kurguyu Gerçeğe Dönüştürüyor

Pennsylvania Üniversitesi ve Michigan Üniversitesi’nden araştırmacıların çığır açan çalışmaları, bilim kurgu filmlerinden fırlamış gibi görünen otonom mikro robotların geliştirilmesine olanak sağladı. Bu robotlar, tuz tanesinden bile daha küçük boyutlarıyla, onlarca yıldır bilim insanlarının hayal gücünü besleyen bir potansiyeli gerçeğe dönüştürüyor.

Yüzme Mekanizması: Hareketli Parça Yok

Robotlar, yaklaşık 200 x 300 x 50 mikrometre boyutlarında olup, tek hücreli organizmalarla yaklaşık aynı boyuttadır. Geleneksel yüzme yöntemlerinden farklı olarak, bu robotlar hareketli parçalar yerine elektrokinetik prensibi kullanıyor. Her bir robot, çevresindeki sıvıdaki yüklü iyonları kendine doğru çeken küçük bir elektrik alanı oluşturuyor. Bu iyonlar, su moleküllerini de beraberlerinde çekerek robotun etrafında bir “akıntı” oluşturuyor. Bu sayede robotlar, hareketli parçalara ihtiyaç duymadan yüzebiliyor. Bu durum, robotların dayanıklılığını artırıyor ve hassas laboratuvar araçlarıyla bile kolayca manipüle edilmesini sağlıyor.

Enerji Gereksinimi: Minimal Güçle Çalışma

Her bir robot, sadece 75 nanowatt güç üreten minik güneş panelleriyle çalışıyor. Bu, akıllı saatlerin kullandığı güçten 100.000 kat daha az bir değer. Bu düşük enerji tüketimini sağlamak için mühendisler, ultra düşük voltajlı devreler tasarladı ve karmaşık davranışları sadece birkaç yüz bitlik bir bellek alanına sığdıran özel bir komut seti geliştirdi. Bu sayede robotlar, çevrelerini algılayabiliyor, veri depolayabiliyor ve bir sonraki hareketlerini planlayabiliyor.

İletişim: Dansla Bilgi Aktarımı

Robotların anten taşıyamaması nedeniyle, iletişim için doğadan ilham alınarak bir yöntem geliştirildi. Robotlar, sıcaklık gibi bilgileri raporlamak için minik hareket desenleri sergiliyor. Bu hareketler, araştırmacıların mikroskop altında izleyebileceği hassas bir kodlama şemasına göre belirleniyor. Bu yöntem, arıların hareketlerle iletişim kurma şeklini andırıyor. Programlama ise ışık sinyalleriyle gerçekleştiriliyor; robotlar, bu sinyalleri talimat olarak okuyor. Rastgele ışığın belleği etkilemesini önlemek için dahili bir şifreleme kullanılıyor.

Güncel Uygulamalar ve Gelecek Potansiyel

Şu anda robotlar, sıcaklığa duyarlılık (termotaksis) göstererek, daha sıcak alanlara doğru otonom olarak yüzebiliyor. Bu davranış, iltihabı takip etmek, hastalık belirteçlerini bulmak veya ilaçları son derece hassas bir şekilde vermek gibi gelecekteki uygulamaların önünü açıyor. Cilt yüzeyine yakın bölgelerde ışıkla çalışan robotlar zaten mevcut. Daha derin ortamlar için ise araştırmacılar, gelecekte ultrasonu enerji kaynağı olarak kullanmayı planlıyor.

Üretim ve Maliyet: Kitlelere Yönelik Potansiyel

Robotlar, standart yarı iletken üretim teknikleriyle üretildiği için büyük miktarlarda üretilebiliyor. Tek bir çip üzerinde 100’den fazla robot bulunabiliyor ve üretim verimi zaten %50’nin üzerinde. Seri üretimde robot başına maliyetin 1 sentin altına düşmesi bekleniyor. Bu fiyat aralığında, atılabilir robot sürülerinin teoriden pratiğe dönüşmesi mümkün hale geliyor.

Gelecek Vadeden Uygulamalar

Bu teknoloji, gösterişli cihazlardan ziyade ölçeklenebilirlik üzerine odaklanıyor. Bu kadar küçük robotlar, bir gün hücre düzeyinde sağlık takibi yapabilir, malzemeleri “aşağıdan yukarı” inşa edebilir veya daha büyük makinelerin ulaşamayacağı hassas ortamlarda keşifler yapabilir. Tıbbi kullanıma başlamak için henüz yıllar gerekiyor, ancak bu gelişme, mikro ölçekte gerçek otonominin nihayet mümkün olduğunu gösteriyor.

• Robotların boyutu: 200 x 300 x 50 mikrometre
• Güç tüketimi: 75 nanowatt
• İletişim yöntemi: Hareket desenleri (dans)
• Maliyet: Seri üretimde 1 sentin altında

Haberin Diğer Kareleri