A Cornell University kutatói egy olyan apró, mindössze 1 milliméteres robotot fejlesztettek ki, amely elektromos töltés hatására képes különböző formákat felvenni és mozogni. A robot különlegessége a „kirigami” nevű technikán alapul, amely az origamihoz hasonlóan az anyag vágását és hajlítását használja fel a formák létrehozásához. Míg az origami a hajtogatásra épít, a kirigami segítségével az anyagban levágott részek lehetővé teszik, hogy a szerkezet táguljon, összehúzódjon és mozogjon.
A robot szilícium-dioxid panelekből épül fel, amelyeket több mint 200 vékony zsanér köt össze. Ezek a zsanérok működnek az „aktuátorokként”, vagyis a robot mozgásának létrehozói. A panelek egy hatszögletű csempézett mintázatot alkotnak, és cellákba rendeződnek, amelyek képesek akár 40 százalékos tágulásra és összehúzódásra, mindössze 100 milliszekundum alatt. Ez a rendkívül gyors mozgás adja a robot rugalmasságát és alkalmazkodóképességét.
Amikor a robot elektromos töltést kap, a zsanérok összehajtják, ami lehetővé teszi, hogy különféle formákat vegyen fel, beleértve a 3D alakzatokat is. A kutatók demonstrálták, hogy a robot képes volt egy amerikai negyeddolláros érme Szabadság-szobrának részét körbefogni, és felvette az érme formáját.
A kutatók számos kihívással szembesültek a robot megalkotása során. Az egyik legnagyobb probléma az volt, hogy hogyan lehet ennyi mozgó alkatrészt – a több mint 200 zsanért és a paneleket – úgy koordinálni, hogy a robot képes legyen önállóan mozogni. A robotnak egyszerre sok különböző ponton érintkezik a talajjal, így nehéz volt megállapítani, mely részek mozdítják előre a robotot. Végül arra a megoldásra jutottak, hogy a robot nem a súrlódásra támaszkodik, hanem az alakjának folyamatos változtatásával mozog a környezetében.
A kutatók szerint a robot technológiája nagy lehetőségeket rejt magában, különösen a mikroszkopikus orvosi eszközök és a biomedikális készülékek terén. Az ilyen eszközök képesek lehetnek a testben mozogni, alkalmazkodni a környezetükhöz, és gyorsan reagálni a külső hatásokra. Ezen túlmenően a kutatók olyan új anyagok fejlesztésére is összpontosítanak, amelyek képesek reagálni különféle ingerekre, például fényre vagy érintésre, és olyan módon viselkedni, ahogy a természetes anyagok nem tudnak.
Az úgynevezett „elasztronikus” anyagok egy új típusú, intelligens anyagként működhetnek, amelyek képesek például összehúzódni, tágulni, vagy akár „elfutni” egy inger elől. Ezek az anyagok nem csak deformálódni képesek, hanem olyan erővel válaszolni a környezetükre, amely meghaladja a természetes anyagok képességeit. A kutatás eredményei a Nature Materials tudományos folyóiratban jelentek meg.
Ez az apró robot áttörést jelent a mikrorobotika területén, mivel képes alkalmazkodni a környezetéhez és különféle formákat felvenni anélkül, hogy a hagyományos robotikára jellemző fix struktúrát követné. A robot kirigami szerkezete és az elektromos töltés által kiváltott mozgás lehetővé teszi a jövőbeli alkalmazások széles körű kiaknázását, különösen olyan területeken, ahol gyors reakcióra és nagyfokú rugalmasságra van szükség.
