Razvoj mikro-robotike ne prestaje donositi nova iznenađenja, a jedan od najnovijih doprinosa u tom području dolazi u obliku robota manjih od jednog milimetra, temeljenih na kirigamiju. Ovaj minijaturni robot, koji u početku izgleda kao dvodimenzionalni šesterokutni 'meta list', uz pomoć električne struje transformira se u trodimenzionalni oblik sposoban za pokretanje i izvođenje složenih zadataka.

Kirigami, tehnika slična origamiju, omogućava ovom robotu da se savija i širi zahvaljujući preciznim rezovima na materijalu. Za razliku od origamija, gdje višak materijala obično treba sakriti unutar skulpture, kirigami koristi otvorene dijelove kako bi omogućio učinkovitije savijanje bez gubitka materijala. Zbog toga je kirigami robot u stanju mijenjati oblike i kretati se, što je čini iznimno svestranim rješenjem za buduće primjene u raznim industrijama, uključujući medicinu i industrijsku automatizaciju.

Jedan od najimpresivnijih aspekata ove tehnologije je preciznost s kojom se robot može savijati i proširivati. Sastoji se od oko 100 silicijevih dioksidnih ploča povezanih s više od 200 mikro-zglobova, svaki debljine samo 10 nanometara. Kada se elektroaktivira, zglobovi formiraju brda i doline, omogućujući robotu da poveća svoju površinu za do 40%. Ova sposobnost prilagodbe različitim oblicima otvara vrata za brojne potencijalne primjene, od mikro-medicinskih uređaja do reconfigurabilnih strojeva sposobnih za obavljanje složenih zadataka u ograničenim prostorima.

Novi pravci istraživanja

Razvoj kirigami robota rezultat je dugogodišnjih istraživanja i suradnje tima znanstvenika sa Sveučilišta Cornell. Profesor fizike Itai Cohen i njegovi suradnici već su ranije razvili mikroskopske robote koji mogu autonomno hodati i pumpati vodu pomoću umjetnih cilija, a kirigami robot je logičan sljedeći korak u tom procesu. Ovaj napredak omogućava robotima ne samo da se kreću, već i da prilagođavaju svoj oblik, čime postaju svestraniji i prikladniji za različite primjene.

Jedan od najvećih izazova s kojim su se znanstvenici suočili bio je razvoj načina na koji robot može samostalno kretati kroz svoje okruženje. Na mikroskopskoj razini, kretanje se odvija na način sličan plivanju kroz viskozne tekućine, poput meda, gdje su otpori mnogo veći nego na makroskopskoj razini. Tim je uspio riješiti ovaj problem prilagodbom oblika robota, čime su optimizirali kontaktne točke između robota i podloge, omogućujući mu učinkovitije kretanje bez potrebe za trenjem.

Mogućnosti primjene

Kirigami roboti otvaraju mogućnosti za primjenu u raznim područjima, od biomedicinskih uređaja do novih tipova inteligentnih materijala. Kombinirajući fleksibilne mehaničke strukture s naprednim elektroničkim kontrolerima, znanstvenici predviđaju razvoj ultra-reaktivnih 'elastroničkih' materijala, koji bi mogli imati karakteristike nemoguće za postizanje u prirodi. Ovi materijali mogli bi se koristiti za stvaranje prilagodljivih mikrostrojeva koji bi mogli reagirati na podražaje gotovo brzinom svjetlosti, a ne zvuka, što bi značajno poboljšalo brzinu i preciznost raznih industrijskih i medicinskih aplikacija.

U medicinskom kontekstu, ovi roboti mogli bi se koristiti u minimalno invazivnim kirurškim zahvatima, gdje bi njihova sposobnost promjene oblika bila ključna za manipulaciju tkivima i organima. Također, u istraživanju novih materijala, elastronički roboti mogli bi omogućiti brzu reakciju na vanjske podražaje, što bi unaprijedilo područja poput sigurnosti i proizvodnje.

Daljnji razvoj ove tehnologije mogao bi dovesti do kreiranja inteligentnih materijala koji bi mogli promijeniti način na koji se odvijaju brojni procesi u industriji, od proizvodnje do automatizacije, pa čak i u svakodnevnim predmetima koji bi mogli reagirati na okoliš.