Selvhelende Mikrobotter: Medicin til Militærbrug

En gruppe ingeniører fra Penn State har låst op for en simpel metode til at oprette og kontrollere sværme af selvhelende mikrobotter. Videnskaben henter inspiration fra naturen og kombinerer den med simple mikrobotdesigns, der kan generere og registrere akustiske signaler. Denne tilgang er lignende med, hvordan bier og andre insekter anvender lydbølger til at organisere sig i store grupper. Her er, hvad du skal vide.

Hvad er Mikrobotter og hvordan fungerer de

Når den gennemsnitlige person tænker på robotter, forestiller de sig sandsynligvis industrielle og militære anvendelser. Imidlertid er der en voksende mængde af disse enheder, der er blevet anvendt i medicin og katastrofehjælpssektorerne. Disse enheder er ofte meget mindre og kendt som mikroroboter på grund af deres tiny størrelse, der ofte er på nanoskalaen. Bemærkelsesværdigt er, at mange videnskabsmænd forestiller sig en fremtid, hvor disse små robotter arbejder sammen i sværme for at udføre vigtige opgaver.

Udfordringer i udviklingen af sværme mikrobotteknologi

Der er flere problemer, der fortsat begrænser udviklingen af mikrobotter. Et af de primære begrænsninger var størrelsen. Imidlertid er der i dag flere måder for ingeniører og udviklere at oprette disse små og komplekse maskiner på.
En anden udfordring er at finde ud af, hvordan man kan kontrollere disse mikroskopiske enheder. I fortiden var den primære måde at anvende en form for kemisk kommunikationsmetode. Dette er den tilgang, der anvendes af mange insekter og dyr i naturen til at finde og organisere, som myrer. Imidlertid er der begrænsninger i denne tilgang.
For eksempel er kemisk signalering ikke omvendelig. Når kemikalien er frigjort, er det umuligt at genskabe den fuldstændigt fra miljøet. Derfor kan den kun anvendes, når man samler eller målretter enhederne. Derudover er kemiske signaler begrænset af afstand og bevæger sig meget langsommere end andre former for kommunikation.

Active Matter Systemer

Videnskaben om at forstå sværme mentalitet og strategier er et felt af videnskab kaldet active matter. Active matter specialister bruger år på at studere mikroskopiske biologiske og syntetiske sværme. Deres mål er at forstå, hvordan disse massive grupper kan koordinere for opgaver som truslenotifikation og ressourceresearch.

Akustisk kommunikation i naturlige sværme

Active matter ingeniører bemærkede, at akustisk signalering har været anvendt af flagermus og andre arter til at kommunikere vigtig information. Hvaler er en anden dyreart, der anvender lydbølger til at kommunikere over enorme afstande. Imponerende er, at dyr som hvalen har været registreret til at kommunikere ved hjælp af akustik over afstande på op til 1.000 mil.

Penn State Studie om Akustisk-kontrollerede Selvhelende Mikrobotter

Artiklen¹ “Akustisk signalering muliggør kollektiv perception og kontrol i active matter systemer”, publiceret i det videnskabelige tidsskrift APS, er den første videnskabelige studie, der integrerer akustik til at kontrollere mikroskopiske sværme. Derfor repræsenterer det et større milepæl i mikrorobotik.

Source – APS