Woda, olej i detergent. Tyle trzeba, żeby stworzyć mikrorobota

07/23/2021

Naukowcy z Queen Mery University i Uniwersytetu Warszawiego stworzyli mikroroboty z oleju, wody i detergentu. Mikroskopijne maszyny mogą być używane do badań nad bakteriami.

Praca o mikroskopijnych robotach ukazała się łamach czasopisma „Nature Physics”. Choć roboty, które skonstruowali polscy i brytyjscy naukowcy są proste, to ich twórcy zaznaczają, że tak proste roboty można z powodzeniem stosować do badań nad bakteriami.

Mikrorobot z oleju

Do skonstruowania prostych mikrorobotów wystarczył olej, woda i substancja przypominająca detergent. Powstałe w ten sposób urządzenia mogą pływać, a energię potrzebną do poruszania się czerpią z różnic temperatury. W niskiej temperaturze mikrorobot wypuszcza wici. Tarcie między nimi i otoczeniem powoduje ruch tych struktur. Po osiągnięciu odpowiedniej temperatury wici się chowają gromadząc ciepło, które pozwala im na funkcjonowanie w niższej temperaturze. Naukowcy podkreślili, że w czasie jednego cyklu robot może działać 12 minut. Mikroroboty mogą się ładować wielokrotnie, podkreślili twórcy urządzeń.

„Badania biologiczne pokazują, że aby stworzyć nawet najprostszą sztuczną komórkę, potrzeba ponad 470 genów. Jednak dzięki naszej międzynarodowej współpracy pokazaliśmy, że przy użyciu kilku niedrogich składników możemy uzyskać rodzaj materii, która zmienia kształt i porusza się, jak żywy organizm” – powiedział Stoyan Smoukov z Queen Mary University of London.

Nowatorskie mikroroboty mogą posłużyć naukowcom do eksperymentów z żywymi komórkami i poszerzenia wiedzy na ich temat.

Czytaj więcej: Powietrze w sterowaniu miękkimi robotami – Robotyka

„Przede wszystkim proponujemy bardzo prosty do wytworzenia i kontroli układ, który posiada wiele cech naturalnych mikroorganizmów, a więc kropelki zdolne do poruszania się bez udziału zewnętrznych sił. Mikroskopijne pływaki (takie jak bakterie, plemniki, orzęski etc.) są bardzo skomplikowane, bo ich ruch jest wynikiem procesów biochemicznych wewnątrz komórek, które trudno kontrolować. Dlatego dokładne zrozumienie fizycznych mechanizmów rządzących ich ruchem jest wyzwaniem – niełatwo ‘odfiltrować’ tę złożoność biologiczną” – powiedział dr Maciej Lisicki z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego, współtwórca wynalazku.

Naukowcy na całym świecie konstruują mikroroboty, które mają naśladować ruch żywych organizmów. Ta idea zakłada, że mikrorobot jest zaprogramowany tak, aby pobierał energię z otoczenia i przekształcał ją w energię kinetyczną czyli ruch.

„W przypadku naszych kropelek jest to energia termiczna otoczenia” – podsumowuje dr Lisicki.

Mikrorobot stworzony w domu

Jak podkreślają twórcy robotów olejowo-wodnych ich niewątpliwą zaletą jest niski koszt wytworzenia. Można je bowiem stworzyć przy użyciu taniego sprzętu laboratyjnego więc nie wymaga to dużych nakładów finansowych. Co ważne mikroroboty tłluszczowo-wodne nie są toksyczne dla organizmów żywych.

„Nasze kropelki są biokompatybilne, więc potencjalnie mogą zostać wykorzystane do badania dynamiki wielu poruszających się pływaków w mieszaninie żywych organizmów i ‘sztucznych’ pływających kropelek. Byłoby to ważne narzędzie do zrozumienia, w jaki sposób pływaki zachowują się w zatłoczonym środowisku i jak w takiej sytuacji na siebie wpływają” – wyjaśnia dr Lisicki.

Źródła: naukawpolsce.pl, nature.com, fuw.edu.pl

Autor: Mateusz Tomanek