Newsy

Mikroroboty stają się coraz doskonalsze. Biomimetyczne urządzenia mogą w przyszłości zastąpić owady zapylające

2024-03-15  |  06:15
Mówi:Conor Trygstad
Firma:Laboratorium Autonomicznych Systemów Mikrorobotycznych, Uniwersytet Stanu Waszyngton

Naukowcy z Uniwersytetu Stanu Waszyngton pracują nad najmniejszymi, najlżejszymi i najszybszymi mikrorobotami, jakie kiedykolwiek stworzono. Tego typu urządzenia, wzorowane na mechanizmach znanych z przyrody, są coraz istotniejszą dziedziną robotyki. Mają coraz więcej zastosowań w różnych gałęziach. Mikroroboty mogą być odpowiedzią m.in. na potrzeby związane z prowadzeniem akcji ratowniczych. Może się okazać, że niektóre z tych technologii będą w przyszłości musiały zastąpić na przykład pszczoły, którym grozi wyginięcie. Inne zastosowania wiążą się z chirurgią mikrorobotyczną oraz dążeniem do podawania leków bezpośrednio do źródła stanu chorobowego.

– Mikroroboty to inteligentne maszyny o wielkości rzędu od milimetra do centymetra, które potrafią się poruszać po otoczeniu i wykonywać złożone zadania. Ich działanie opiera się na wielu różnych mechanizmach. Roboty, nad którymi pracuję, opierają się na stopach z pamięcią kształtu (SMA), czyli specjalnych stopach, które po podgrzaniu kurczą się do poprzedniego zapamiętanego stanu, a po ochłodzeniu, rozciągnięciu oraz ponownym podgrzaniu wracają do poprzedniego stanu. Wykorzystując ten mechanizm w modułach wykonawczych, możemy wywołać ruch robota – informuje w wywiadzie dla agencji Newseria Innowacje Conor Trygstad, doktorant w Laboratorium Autonomicznych Systemów Mikrorobotycznych Uniwersytetu Stanu Waszyngton.

Roboty, o których mowa, są najmniejszymi, najlżejszymi i najszybszymi mikrorobotami, jakie kiedykolwiek stworzono. MiniBug waży 8 mg, a WaterStrider – 55 mg. Mogą się poruszać z prędkością około 6 mm/s. Co prawda jest to mniej, niż potrafią owady, na których były wzorowane, ale i tak dużo w porównaniu do innych technologii mikrorobotycznych. We wstępnych testach stworzone przez naukowców z WSU siłowniki mogą unieść ponad 150-krotność własnego ciężaru. W porównaniu z innymi technologiami stosowanymi do wprawiania robotów w ruch technologia SMA również wymaga jedynie bardzo małej ilości energii elektrycznej lub ciepła, aby wprawić je w ruch.

– Mikroroboty są małych rozmiarów, dzięki czemu mają dostęp do elementów, do których wiele tradycyjnych robotów nie może dotrzeć. Jest to bardzo ważne w przypadku przeglądów na przykład silników czy turbin w fabrykach – nie trzeba ich rozmontowywać, żeby wykonać przegląd za pomocą większego robota, wystarczy posłużyć się mniejszym robotem, który zmieści się wewnątrz urządzenia bez konieczności jego rozmontowania – przekonuje Conor Trygstad.

Latające mikroroboty mogą być z powodzeniem stosowane do sztucznego zapylania, co jest bardzo istotne z uwagi na to, że populacja owadów zapylających może kiedyś wyginąć. Z danych Komisji Europejskiej wynika, że liczebność dzikich owadów zapylających gwałtownie się zmniejsza pod wpływem działalności ludzkiej. Zagrożonych wyginięciem jest ponad 40 proc. gatunków owadów, w tym pszczoły. W 2020 roku Światowe Forum Ekonomiczne uznało utratę różnorodności biologicznej za jedno z pięciu długoterminowych globalnych zagrożeń.

Innym potencjalnym zastosowaniem mikrorobotów jest monitorowanie środowiska. W tym obszarze ma się sprawdzić robot WaterStrider.

– Robot ten może pływać po takich obszarach jak delty rzek lub innych narażonych ekosystemach i wykonywać określone zadania związane z ochroną środowiska lub prowadzić mapowanie geograficzne – wskazuje naukowiec.

Jedną z najważniejszych dziedzin, w których rozwijana jest robotyka, zarówno w skali mikro, jak i makro, jest medycyna. W mikrorobotyce pokładane są nadzieje związane z możliwością podawania leków bezpośrednio do zmienionego chorobowo miejsca. Dzięki temu można będzie znacznie ograniczyć, a nawet niemal wyeliminować działanie ogólnoustrojowe substancji czynnych. To szczególnie istotne w przypadku, gdy mamy do czynienia z leczeniem bardzo obciążającym, np. w terapii nowotworów. Mikrorobotyka to również szansa na nieinwazyjne interwencje chirurgiczne.

– Z kolei w działaniach poszukiwawczo-ratowniczych roboty mogłyby się dostać pod gruzy, aby zlokalizować uwięzionych pod nimi ludzi i przyspieszyć ich uwolnienie – dodaje Conor Trygstad.

Możliwość wyposażenia robotów wielkości latających owadów w urządzenia rejestrujące dźwięk lub obraz, co byłoby potrzebne właśnie w przypadku misji ratunkowych, budzi jednak wątpliwości. Chodzi o możliwość szpiegowania ludzi w niemal niezauważalny, ale za to bardzo skuteczny sposób, bez konieczności montowania podsłuchów.

– Mikroroboty nie stwarzają żadnego dodatkowego zagrożenia dla prywatności, które wykraczałoby poza dotychczasowe zagrożenia. Technologie oparte na kamerach i mikrofonach są obecnie bardzo rozwinięte i można je umieszczać w różnych miejscach. Nie wydaje mi się, żeby mikroroboty stwarzały jakiekolwiek dodatkowe zagrożenie – uspokaja ekspert.

Najważniejszym wyzwaniem, jakiemu będą musieli sprostać naukowcy rozwijający technologię mikrorobotów, jest ich wewnętrzne zasilanie. Gęstość energetyczna obecnie dostępnych akumulatorów jest bowiem niedostateczna w stosunku do potrzeb.

Według Future Market Insights światowy rynek mikrorobotów w 2022 roku wypracował 27 mld dol. przychodów. Rok później kwota wzrosła do prawie 32 mld dol. Do 2033 roku obroty mają wzrosnąć ponad pięciokrotnie – do ponad 159 mld dol.

Czytaj także

Kalendarium

Więcej ważnych informacji

Konkurs Polskie Branży PR

Jedynka Newserii

Jedynka Newserii

Handel

Polskie firmy z szansą na zdobycie azjatyckich rynków. Mogą otrzymać wsparcie na promocję podczas Expo 2025 w Osace

W 2025 roku w japońskiej Osace odbędzie się Wystawa Światowa Expo 2025. Udział w niej, a także towarzyszących imprezie wydarzeniach i targach to dla polskich firm szansa na wzrost rozpoznawalności swoich marek za granicą, a w konsekwencji na rozwój ich potencjału eksportowego. Expo 2025 będzie się koncentrowało na innowacjach służących zrównoważonemu rozwojowi. PARP, który jest partnerem wydarzenia w Polsce, do 26 września br. czeka na wnioski firm zainteresowanych udziałem w wydarzeniu i ekspansją na azjatyckie rynki. W ramach programu mogą one otrzymać wsparcie na udział w targach, na misje wyjazdowe i kampanie promocyjne przed i po zakończeniu Expo. Nabór finansowany jest z Funduszy Europejskich dla Nowoczesnej Gospodarki 2021–2027

Polityka

Rośnie ryzyko wybuchu epidemii w Strefie Gazy. Brakuje czystej wody, kanalizacji i toalet, a w zniszczonej enklawie wykryto polio

W Strefie Gazy brakuje praktycznie wszystkiego – od żywności i wody po podstawowe leki – ale najgorsze może dopiero nadejść – alarmuje Polska Akcja Humanitarna. – Kilka dni temu w wodzie w Strefie Gazy znaleziono polio typu 2. Ta woda jest bardzo zanieczyszczona, infrastruktura wodno-sanitarna na tym terenie tak naprawdę już nie istnieje. Na dodatek od dziewięciu miesięcy dzieci nie są szczepione, ponieważ nie ma warunków, żeby to zrobić, więc istnieje bardzo duże zagrożenie wybuchu epidemii – mówi Magdalena Foremska z PAH. W odpowiedzi na kryzys organizacja uruchomiła duże projekty pomocowe, które mają zapewnić żywność i opiekę medyczną w Strefie Gazy i na Zachodnim Brzegu.

IT i technologie

Gminy potrzebują inwestycji w cyberbezpieczeństwo. Eksperci widzą duże ryzyka wynikające z zaniedbań

Dane gromadzone przez jednostki samorządu terytorialnego mogą być bardzo niebezpiecznym narzędziem w rękach przestępców. Wykradzione mogą posłużyć do fałszowania tożsamości człowieka. Tymczasem poziom inwestycji w cyberbezpieczeństwo jest w gminach niski, a liczba ataków hakerskich na nie stale rośnie. Eksperci czekają na pozytywne skutki rządowego programu Cyberbezpieczny Samorząd. W jego ramach 1,5 mld zł trafi na inwestycje w poprawę bezpieczeństwa cybernetycznego samorządów: zarówno na poziomie sprzętu i oprogramowania, jak i kompetencji oraz procedur.

Partner serwisu

Instytut Monitorowania Mediów

Szkolenia

Akademia Newserii

Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a  także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.