Razvoj polimera koji reaguju na stimuluse doneo je mnoštvo mogućnosti vezanih za materijale za sledeću generaciju malih, bežično kontrolisanih robota mekog tela. Već neko vreme inženjeri znaju kako da koriste ove materijale da naprave male robote koji mogu da hodaju, plivaju i skaču. Do sada niko nije uspeo da ih natera da lete.
Istraživači grupe Light Robots na Univerzitetu Tampere sada istražuju kako da nateraju pametan materijal da leti. Hao Zeng, naučni saradnik Akademije i vođa grupe, i Jianfeng Iang, doktorski istraživač, osmislili su novi dizajn za svoj projekat pod nazivom FAIRI—Fliing Aero-robots zasnovan na sklapanju materijala koji reaguje na svetlost. Oni su razvili robota za sklapanje polimera koji leti vetrom i kontroliše ga svetlost.
„Napredno od svojih prirodnih pandana, ovo veštačko seme je opremljeno mekim aktuatorom. Pokretač je napravljen od tečnog kristalnog elastomera koji reaguje na svetlost, koji indukuje radnje otvaranja ili zatvaranja čekinja nakon ekscitacije vidljive svetlosti“, objašnjava Hao Zeng.
Veštačka vila koju su razvili Zeng i Jang ima nekoliko biomimetičkih karakteristika. Zbog svoje visoke poroznosti (0,95) i lagane (1,2 mg) strukture, lako može da lebdi u vazduhu usmerenom vetrom. Štaviše, stabilno odvojeno generisanje vorteks prstena omogućava putovanje uz pomoć vetra na velike udaljenosti. Kredit: Napredna nauka (2022). DOI: 10.1002/advs.202206752
„Vila se može napajati i kontrolisati pomoću izvora svetlosti, kao što je laserski zrak ili LED“, kaže Zeng.
To znači da se svetlost može koristiti za promenu oblika male strukture nalik semenu maslačka. Vila se može ručno prilagoditi smeru i sili vetra menjajući svoj oblik. Svetlosni snop se takođe može koristiti za kontrolu poletanja i sletanja polimernog sklopa.
Zatim će se istraživači fokusirati na poboljšanje osetljivosti materijala kako bi omogućili rad uređaja na sunčevoj svetlosti. Pored toga, oni će povećati strukturu tako da može da nosi mikroelektronske uređaje kao što su GPS i senzori, kao i biohemijska jedinjenja.
Prema Zengu, postoji potencijal za još značajnije primene.
„Zvuči kao naučna fantastika, ali eksperimenti dokazivanja koncepta uključeni u naše istraživanje pokazuju da robot koji smo razvili predstavlja važan korak ka realističnim aplikacijama pogodnim za veštačko oprašivanje“, kaže on.
U budućnosti, milioni veštačkih semena maslačka koji nose polen mogli bi se slobodno raspršiti prirodnim vetrovima, a zatim ih usmeriti svetlom prema određenim oblastima sa drvećem koje čeka oprašivanje.
„Ovo bi imalo ogroman uticaj na poljoprivredu na globalnom nivou, jer je gubitak oprašivača usled globalnog zagrevanja postao ozbiljna pretnja biodiverzitetu i proizvodnji hrane“, kaže Zeng.
Međutim, mnoge probleme prvo treba rešiti. Na primer, kako kontrolisati mesto sletanja na precizan način i kako ponovo koristiti uređaje i učiniti ih biorazgradivim? Ova pitanja zahtevaju blisku saradnju sa naučnicima o materijalima i ljudima koji rade na mikrorobotici.
Projekat FAIRI počeo je u septembru 2021. i trajaće do avgusta 2026. Leteći robot se istražuje u saradnji sa dr Venki Huom sa Instituta Maks Plank za inteligentne sisteme (Nemačka) i dr Hang Zhangom sa Univerziteta Aalto.
