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

Prawo

Przedsiębiorcy czekają na doprecyzowanie przepisów dotyczących Małego ZUS-u Plus. W sądach toczy się ponad 600 spraw z ZUS-em

Oddziały Biura Rzecznika MŚP prowadzą już ponad 600 spraw dotyczących Małego ZUS-u Plus. Przedmiotem sporu z ZUS-em jest interpretacja, jak długo – dwa czy trzy lata – powinna trwać przerwa, po upływie której przedsiębiorca może ponownie skorzystać z niższych składek. Pod koniec czerwca Sąd Okręgowy w Gorzowie Wielkopolskim wydał pierwszy wyrok, w którym podzielił korzystną dla przedsiębiorców argumentację Rzecznika MŚP. – Nie stanowi on jeszcze o linii interpretacyjnej. Czekamy na wejście w życie ustawy deregulacyjnej, która ułatwi od stycznia przedsiębiorcom przechodzenie na Mały ZUS Plus – mówi Agnieszka Majewska, Rzecznik Małych i Średnich Przedsiębiorców.

Problemy społeczne

Awaria CrowdStrike’a miała podobne skutki jak potencjalny cyberatak. Uzależnienie od technologii to ryzyko wyłączenia całych gałęzi gospodarki

Ogromna awaria systemu Windows, wywołanego błędem w aktualizacji oprogramowania CrowdStrike, doprowadziła do globalnego paraliżu. Przestały działać systemy istotne z perspektywy codziennego życia milionów ludzi. Tylko w piątek odwołano kilka tysięcy lotów na całym świecie,  a w części regionów w USA nie działał numer alarmowy. – To pokazuje, że im bardziej jesteśmy uzależnieni od technologii, tym łatwiej wykluczyć wręcz całe gałęzie gospodarki, a podobne skutki mógłby mieć cyberatak – ocenia Krzysztof Izdebski z Fundacji im. Stefana Batorego. Jego zdaniem tego typu incydenty są nie do uniknięcia i trzeba się na nie lepiej przygotować.

Ochrona środowiska

Nowelizacja przepisów ma przyspieszyć rozwój farm wiatrowych. Do 2040 roku Polska może mieć zainstalowane w nich ponad 40 GW mocy

Jeszcze w tym kwartale ma zostać przyjęty przez rząd projekt zmian w ustawie o inwestycjach w zakresie elektrowni wiatrowych. Nowelizacja zmniejsza minimalną odległość turbin wiatrowych od zabudowań do 500 m. Polskie Stowarzyszenie Energetyki Wiatrowej ocenia, że zmiana odległości zwiększy potencjał energetyki wiatrowej do 2040 roku nawet dwukrotnie, do poziomu 41,1 GW. – Branża czeka też na przyspieszenie procedur, przede wszystkim procedury środowiskowej i całego procesu zmiany przeznaczenia gruntów – mówi Anna Kosińska, członkini zarządu Res Global Investment.

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.