Επαναστατικά μικρορομπότ: Η έρευνα στο Chemnitz αλλάζει την τεχνολογία!

Επαναστατικά μικρορομπότ: Η έρευνα στο Chemnitz αλλάζει την τεχνολογία!

Η ερευνητική ομάδα του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου του Chemnitz έχει αναπτύξει ένα νέο αυτόνομο μικρορομπότ γνωστό ως smartlet. Αυτά τα καινοτόμα ρομπότ έχουν μέγεθος μόλις 1 mm και έχουν την ικανότητα να επικοινωνούν και να ενεργούν συντονισμένα σε υδατικά περιβάλλοντα. Τα ενσωματωμένα ηλεκτρονικά, αισθητήρες, ενεργοποιητές και ενεργειακά συστήματα καθιστούν τα Smartlets ένα αξιόλογο παράδειγμα σύγχρονης ρομποτικής. Όπως αναφέρει το πανεπιστήμιο, τα αποτελέσματα αυτής της πρωτοποριακής έρευνας δημοσιεύτηκαν στο φημισμένο περιοδικό Science Robotics.

Τα smartlets είναι εξοπλισμένα με φωτοβολταϊκά στοιχεία που τα τροφοδοτούν, καθώς και micro-LED και φωτοδίοδοι που χρησιμοποιούνται για οπτική επικοινωνία. Η διαδικασία κατασκευής τους βασίζεται σε μια προσέγγιση εμπνευσμένη από το origami που χρησιμοποιεί πολυεπίπεδα υλικά. Αυτό επιτρέπει στα smartlet να μετακινούνται πάνω-κάτω χρησιμοποιώντας δυνάμεις άνωσης και μπορεί να επιτρέψει πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις πολλών ρομπότ, συμπεριλαμβανομένων των συγχρονισμένων κινήσεων.

Τεχνολογικές καινοτομίες και εφαρμογές

Η επικοινωνία μεταξύ των smartlet πραγματοποιείται μέσω ενός "βρόχου ασύρματης επικοινωνίας" που λειτουργεί χωρίς τη χρήση εξωτερικών καμερών ή κεραιών. Αυτό καθίσταται δυνατό με τον αποκεντρωμένο έλεγχο χρησιμοποιώντας προσαρμοσμένα chiplets πυριτίου, γνωστά και ως labelts. Οι πιθανές εφαρμογές αυτής της τεχνολογίας είναι ποικίλες και περιλαμβάνουν την παρακολούθηση της ποιότητας του νερού, την ελάχιστα επεμβατική ιατρική διάγνωση και τη μελέτη βιολογικών περιβαλλόντων.

Ένας βασικός στόχος της ερευνητικής ομάδας είναι να αναπτύξει περαιτέρω την αυτονομία των smartlets με την προσθήκη μονάδων χημικών και ακουστικών αισθητήρων. Το όραμα είναι η δημιουργία δυναμικών συστημάτων που σχηματίζουν συλλογικά συστήματα ρομποτικών οργανισμών. Αυτές οι εξελίξεις θα μπορούσαν να διευρύνουν σημαντικά τα όρια της ρομποτικής και να ανοίξουν νέες δυνατότητες στην αλληλεπίδραση ανθρώπου-μηχανής.

Τα SMARTLETs και οι δυνατότητες της μικροηλεκτρονικής

Εκτός από τα Smartlets, το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Chemnitz έχει αναπτύξει μια αυτοαναδιπλούμενη μικροηλεκτρονική μονάδα, που ονομάζεται επίσης SMARTLET. Αυτή η μονάδα συνδυάζει λειτουργίες όπως τροφοδοτικό, ενεργοποιητές, αισθητήρες και δυνατότητες επικοινωνίας σε συμπαγή μορφή. Παρόμοια με τα βιολογικά κύτταρα όσον αφορά τη λειτουργικότητα και το μέγεθος, τα SMARTLET μπορούν να κατασκευαστούν σε μεγάλες ποσότητες σε μια επιφάνεια γκοφρέτας.

Η τεχνολογία των SMARTLET επιτρέπει την κωδικοποίηση σύνθετων λειτουργιών και συνταγών παραγωγής, ευνοώντας την αναπαραγωγή και την εξέλιξη σε ελεγχόμενα περιβάλλοντα. Μπορούν επίσης να αυτοοργανωθούν και να ενωθούν σε μεγαλύτερα, πιο πολύπλοκα συστήματα, σχηματίζοντας δυνητικά τεχνητούς οργανισμούς. Αυτό καλύφθηκε σε μια πρόσφατη ανασκόπηση στο περιοδικό Advanced Materials και υπογραμμίζει την αντίθεση μεταξύ της τεχνολογίας μαζικής παραγωγής και των βιώσιμων οικοσυστημάτων.

Η έρευνα σε αυτόν τον τομέα συνεισφέρει πολύτιμη στο Ευρωπαϊκό Κέντρο Τεχνολογίας Ζωής (ECLT) στη Βενετία, όπου προωθείται η συνεργασία μεταξύ επιστημονικών κοινοτήτων.

Υποστήριξη από Fraunhofer IOSB

Οι εξελίξεις στον τομέα της ρομποτικής και των αυτόνομων συστημάτων υποστηρίζονται επίσης από ινστιτούτα όπως το Fraunhofer IOSB. Αυτή η εγκατάσταση προσφέρει δεξιότητες σε αυτόνομα συστήματα και ρομποτική, τόσο σε τομείς ξηράς, αέρα και νερού. Σημαντική εστίαση δίνεται στην ανάπτυξη καινοτόμων τεχνολογιών που θέτουν τη βασική έρευνα στην πράξη και παρέχουν εξατομικευμένες λύσεις που επωφελούνται από την τελευταία λέξη της τεχνολογίας αισθητήρων και αλγόριθμους τεχνητής νοημοσύνης.

Οι πιθανές εφαρμογές και η καινοτόμος χρήση αυτόνομων συστημάτων καλύπτουν διάφορους τομείς, συμπεριλαμβανομένης της προστασίας του περιβάλλοντος, της διαχείρισης έκτακτης ανάγκης και της παρακολούθησης υποδομών ζωτικής σημασίας. Δημιουργούνται ετερογενείς ομάδες UxV που είναι σε θέση να σχεδιάζουν και να εκτελούν πολύπλοκες εργασίες ανεξάρτητα και με βελτιστοποιημένους πόρους. Τα εργαστήρια ρομπότ επιτρέπουν επίσης την ταχεία δοκιμή και επικύρωση νέων προσεγγίσεων, γεγονός που αυξάνει την αποτελεσματικότητα και την ασφάλεια των συστημάτων.

Οι εξελίξεις γύρω από τα smartlets δίνουν μια πολλά υποσχόμενη εικόνα για το μέλλον της ρομποτικής. Αυτές οι τεχνολογίες θα μπορούσαν σύντομα να παίξουν κεντρικό ρόλο σε πολλούς τομείς της ζωής.