Ten maleńki żuk to robot zasilany alkoholem. Zobacz jak działa

Próbując stworzyć miniaturowe roboty, inżynierowie niejednokrotnie przechodzą samych siebie. To dlatego, że opracowywanie małych robotów stanowi dużo większe wyzwanie niż budowanie robotów normalnych rozmiarów. Problemem w tej kwestii nie jest sama miniaturowość części tworzących maszynę. Dodatkowe komplikacje stwarzają technologiczne ograniczenia, zwłaszcza w przypadku baterii.

Wymienione trudności zdołali obejść badacze z Uniwersytetu Południowej Kalifornii, którzy zbudowali miniaturowego robota-żuka. RoBeetle, bo tak brzmi jego nazwa, potrafi podróżować bez przerwy aż przez dwie godziny, i to nie korzystając z żadnej baterii. Tak się składa, że ważąca zaledwie 88 miligramów omawiana kreacja nie jest zasilana baterią a ciekłym metanolem.

Bateria zastąpiona alkoholem

Niestety, obecne baterie cechują się niską gęstością energii. Oznacza to, że aby były w stanie przechować dużo energii, muszą być dość spore. Właśnie dlatego mikroroboty nie mogą być zasilane bateriami i zwykle są połączone z zewnętrznym źródłem zasilania przewodem. Niemniej, RoBeetle jest wolny od jakichkolwiek przewodów.

W jaki sposób RoBeetle się porusza? Wyposażono go w sztuczne mięśnie, określane jako „katalityczne sztuczne mikromięśnie”, wykonane ze stopu niklu i tytanu – stopu z tak zwaną pamięcią kształtu. Jest to inteligentny materiał, który kurczy się i rozszerza pod wpływem zmian temperatury. Ten został dodatkowo pokryty platyną.

Gdy platyna wchodzi w interakcje z metanolowym paliwem żuka, dochodzi do reakcji spalania generującej ciepło. Wówczas następują wspomniane zmiany temperatury, które powodują, że malutki wylot otwiera się i zamyka, regulując przepływ paliwa i powodując, że RoBeetle się przemieszcza.

Świetlana przyszłość robotyki

Potencjał mikrorobotów jest ogromny. Te mogłyby znaleźć zastosowania w medycynie, a w szczególności w chirurgii, w produkcji wszelkich przedmiotów niewielkich rozmiarów, w pomiarach wymagających niespotykanej precyzji, w przeróżnych dziedzinach badań, i nie tylko. Niemniej, zanim RoBeetle będzie rzeczywiście użyteczny, musi jeszcze zostać dopracowany. W tej chwili porusza się on bowiem tylko w jednym kierunku. Poza tym, gdy już zacznie iść, nie zatrzyma się, dopóki nie wykorzysta całego swojego paliwa. Nie zmienia to jednak faktu, że mamy do czynienia z robotem doprawdy nowatorskim.

Źródło: IEEE Spectrum, fot. tyt. Yang X. et al. An 88-milligram insect-scale autonomous crawling robot driven by a catalytic artificial muscle. Science Robotics 5.45 (2020).