ABD’de Pennsylvania Üniversitesi ile Michigan Üniversitesi’nden araştırmacıların ortak çalışmasıyla geliştirilen robotlar, yaklaşık 200–300’e 50 mikrometre boyutlarında. Bu ölçüler, robotları bir tuz tanesinden bile daha küçük hale getiriyor. Biyolojik mikroorganizmalarla benzer ölçekte çalışan bu sistemlerin, hücre düzeyinde gözlem ve müdahale gibi alanlarda kullanılabileceği belirtiliyor.

Araştırmacılara göre bu robotlar, tek tek hücrelerin sağlık durumunu izlemekten mikroskobik cihazların inşasına kadar çok sayıda görevi yerine getirebilecek kapasiteye sahip.

IŞIKLA ÇALIŞIYOR, KENDİ KENDİNE KARAR VERİYOR

Science Robotics ve PNAS dergilerinde yayımlanan çalışmalara göre robotlar; kablo, manyetik alan ya da dışarıdan bir kumanda olmadan çalışıyor. Işıkla beslenen sistemler, üzerlerindeki mikroskobik bilgisayarlar sayesinde çevre koşullarını algılıyor ve buna göre yön ile hareket kararlarını kendi başlarına alabiliyor.

Çalışmanın kıdemli yazarlarından Penn Mühendislik Fakültesi öğretim üyesi Marc Miskin, geliştirilen sistemin robot teknolojisinde tamamen yeni bir ölçeği temsil ettiğini belirtti.

YENİ ÖLÇEK, YENİ FİZİK KURALLARI

Robotların bu denli küçülmesi, klasik robotik yaklaşımların geçerliliğini büyük ölçüde ortadan kaldırıyor. İnsan ölçeğinde baskın olan yerçekimi ve atalet gibi kuvvetlerin yerini, bu boyutlarda akışkan direnci ve viskozite alıyor. Uzmanlara göre mikroskobik ölçekte suda hareket etmek, yoğun bir sıvının içinde ilerlemeye benziyor.

Bu nedenle ekip, geleneksel hareketli parçalar yerine tamamen farklı bir itki sistemi geliştirdi.

MİKRO AKINTIYLA HAREKET EDİYOR

Araştırma ekibi, robotların çevredeki iyonları harekete geçiren elektrik alanları oluşturarak suyu kendileri için akıtan bir “mikro akıntı” yaratmasını sağladı. Bu yöntemle robotların saniyede kendi boyları kadar mesafe kat edebildiği ve balık sürülerini andıran şekilde koordineli hareket edebildiği aktarıldı.

HAREKETLİ PARÇA YOK, YÜKSEK DAYANIKLILIK

Elektrik alanını oluşturan elektrotların hareketli parça içermemesi, robotların dayanıklılığını önemli ölçüde artırıyor. Araştırmacılar, LED ışığıyla şarj edilen bu robotların aylarca kesintisiz çalışabildiğini ve defalarca yeniden kullanılabildiğini ifade ediyor.

ASIL SIÇRAMA MİKRO BEYİN TEKNOLOJİSİ

Robotları gerçek anlamda otonom hale getiren en kritik gelişme ise ultra küçük elektronik sistemler oldu. Michigan Üniversitesi’nden David Blaauw ve ekibi tarafından geliştirilen bu teknoloji sayesinde işlemci, bellek, sensörler ve güneş panelleri tek bir mikroskobik yapıya sığdırıldı.

Güneş panellerinin ürettiği enerjinin yalnızca 75 nanovat seviyesinde olması nedeniyle, ekip son derece düşük voltajla çalışan özel devreler geliştirdi. Böylece enerji tüketimi bin katın üzerinde azaltıldı.

ALGILAYAN, HATIRLAYAN VE TEPKİ VEREN ROBOTLAR

Ortaya çıkan sistem, araştırmacılara göre alt milimetre ölçekte “düşünebilen” ilk robot örneklerinden biri olarak öne çıkıyor. Robotlar, sıcaklığı 0,3 derece hassasiyetle ölçebiliyor ve bu veriler hücresel aktivitenin dolaylı göstergesi olarak kullanılabiliyor.

Toplanan bilgiler ise alışılmışın dışında bir yöntemle aktarılıyor.

VERİLER ‘DANS’ HAREKETLERİYLE İLETİLİYOR

Robotlar, ölçüm sonuçlarını mikroskop altında izlenen küçük hareketlere kodlayarak iletiyor. Bu yöntem, arıların dans ederek haberleşmesine benzetiliyor. Her robotun ışık darbeleriyle programlanabildiği ve benzersiz bir adrese sahip olduğu da vurgulanıyor. Bu sayede aynı ortamda çok sayıda robot, farklı görevleri eş zamanlı olarak yerine getirebiliyor.

Araştırmacılar, gelecekte bu robotların daha karmaşık yazılımlar çalıştırması, daha hızlı hareket etmesi ve zorlu ortamlarda görev yapabilmesi için çalışmaların sürdüğünü belirtiyor.

Miskin, geliştirilen sistemin mikroskobik robotik alanında yalnızca bir başlangıç olduğunu vurgulayarak, bu ölçekte yeni bir teknolojik çağın kapısının aralandığını ifade etti.