Revolutionära mikrorobotar: Chemnitz-forskningen förändrar tekniken!

Revolutionära mikrorobotar: Chemnitz-forskningen förändrar tekniken!

Forskargruppen vid Chemnitz tekniska universitet har utvecklat en ny autonom mikrorobot känd som en smartlet. Dessa innovativa robotar är bara 1 mm stora och har förmågan att kommunicera och agera på ett koordinerat sätt i vattenhaltiga miljöer. Integrerad elektronik, sensorer, ställdon och energisystem gör Smartlets till ett anmärkningsvärt exempel på modern robotteknik. Som universitetet rapporterar publicerades resultaten av denna banbrytande forskning i den berömda tidskriften Science Robotics.

Smartlets är utrustade med solcellsceller som driver dem, samt mikro-LED och fotodioder som används för optisk kommunikation. Deras tillverkningsprocess är baserad på ett origami-inspirerat tillvägagångssätt som använder flerskiktsmaterial. Detta gör att smartletarna kan flyttas upp och ner med hjälp av flytkrafter och kan möjliggöra komplexa interaktioner med flera robotar, inklusive synkroniserade rörelser.

Tekniska innovationer och tillämpningar

Kommunikation mellan smartletarna sker via en ”trådlös kommunikationsslinga” som fungerar utan användning av externa kameror eller antenner. Detta möjliggörs genom decentraliserad styrning med skräddarsydda kiselchiplets, även kända som etiketter. De möjliga tillämpningarna av denna teknik är olika och inkluderar vattenkvalitetsövervakning, minimalt invasiv medicinsk diagnostik och studier av biologiska miljöer.

Ett nyckelmål för forskargruppen är att vidareutveckla smartlets autonomi genom att lägga till kemiska och akustiska sensormoduler. Visionen är att skapa dynamiska system som bildar kollektiva robotorganismsystem. Denna utveckling kan avsevärt utöka gränserna för robotik och öppna upp nya möjligheter i interaktion mellan människa och maskin.

SMARTLETs och potentialen hos mikroelektronik

Utöver Smartlets har Chemnitz tekniska högskola utvecklat en självvikbar mikroelektronisk modul, även kallad SMARTLET. Denna modul kombinerar funktioner som strömförsörjning, ställdon, sensorer och kommunikationsmöjligheter i ett kompakt format. Liknande biologiska celler vad gäller funktionalitet och storlek, kan SMARTLETs tillverkas i stora mängder på en wafer-yta.

Tekniken hos SMARTLETs tillåter att komplexa funktioner och tillverkningsrecept kodas, vilket gynnar replikering och utveckling i kontrollerade miljöer. De kan också självorganisera och komma samman till större, mer komplexa system, som potentiellt bildar konstgjorda organismer. Detta behandlades i en färsk recension i tidskriften Advanced Materials och belyser kontrasten mellan massproducerad teknik och hållbara ekosystem.

Forskning inom detta område ger ett värdefullt bidrag till European Centre for Living Technology (ECLT) i Venedig, där samarbete mellan vetenskapssamhällen främjas.

Support från Fraunhofer IOSB

Utvecklingen inom området robotik och autonoma system stöds också av institut som Fraunhofer IOSB. Denna anläggning erbjuder färdigheter inom autonoma system och robotik, över både land-, luft- och vattendomäner. Ett viktigt fokus ligger på att utveckla innovativa teknologier som omsätter grundforskning i praktiken och ger skräddarsydda lösningar som drar nytta av den senaste sensorteknologin och AI-algoritmer.

De möjliga tillämpningarna och den innovativa användningen av autonoma system spänner över olika områden, inklusive miljöskydd, nödhantering och övervakning av kritisk infrastruktur. Heterogena UxV-team bildas som kan planera och utföra komplexa uppgifter självständigt och med optimerade resurser. Robotlaboratorier möjliggör också snabb testning och validering av nya tillvägagångssätt, vilket ökar effektiviteten och säkerheten i systemen.

Utvecklingen kring smartlets målar upp en lovande bild av robotteknikens framtid. Dessa teknologier kan snart spela en central roll på många områden i livet.