Robot denildiğinde akla genellikle WALL-E, C-3PO ya da R2-D2 gibi büyük metal karakterler geliyor. Ancak bilim camiasında robot teknolojisi, neredeyse görünmez bir boyuta erişmiş durumda. Özellikle biyoloji ve tıp alanlarında geliştirilen mikro robotlar, geleneksel robot tanımını köklü bir şekilde değiştiriyor.
BİYOLOJİ VE TIPTA YENİ DÖNEM
Science Robotics ve Proceedings of the National Academy of Sciences dergilerinde yayımlanan iki ayrı araştırma, dünyanın en küçük programlanabilir ve otonom robotlarının üretildiğini ortaya koyuyor. Uzunlukları yaklaşık 0,3 milimetre olan bu robotlar, bir parmak izi çizgisinden bile daha küçük ve gözle görülmesi oldukça zor. Mikro robotlar, tüm bu küçük boyutlarına rağmen önceden programlanabiliyor, sıcaklık algılayabiliyor ve çevresel koşullara göre hareketlerini değiştirebiliyor. Araştırmacılar, bu özelliklerin tek tek hücrelerin fizyolojik durumunu izlemek için devrim niteliğinde bir yöntem sunabileceğini ifade ediyor.
PROGRAMLANABİLİR ROBOTLARDA YENİ BİR DÖNEM
Çalışmanın baş araştırmacısı ve Pensilvanya Üniversitesi’nde mühendislik alanında çalışan Marc Miskin, geliştirilen teknolojinin önemini şu sözlerle vurguladı: “Otonom robotları 10 bin kat daha küçük hale getirdik. Bu, programlanabilir robotlar için tamamen yeni bir ölçek sunuyor.”
HAREKET KONTROLÜNDE YENİ YAKLAŞIM
Mikro robot teknolojisinin en büyük engellerinden biri, kum tanesinden bile daha küçük yapının vücut içindeki sıvı ortamda kontrolüdür. Sıvı akışı bu ölçekte büyük bir sürüklenme kuvveti oluşturuyor. Miskin’in ekibi, bu sorunu farklı bir yöntem ile çözmeyi başardı. Robotu doğrudan hareket ettirmek yerine, etrafındaki sıvıyı hareket ettiren bir sistem geliştirdiler. Robot, sıvı içerisindeki iyonlara etki eden bir elektrik alanı oluşturuyor ve bu iyonların hareketi, su moleküllerini iterek robotun ilerlemesini sağlıyor. Mekanik parça içermeyen bu yapı sayesinde robotlar son derece dayanıklı hale geliyor; aylarca sıvı içerisinde çalışabiliyor ve hatta bir pipetle taşınabiliyor.
ENERJİ KAYNAĞI: IŞIK VE MİKROBİLGİSAYARLAR
Robotların enerji ihtiyacı, Michigan Üniversitesi’nden mühendisler tarafından geliştirilen ultra düşük enerji tüketen mikro bilgisayarlar tarafından karşılanıyor. Bu işlemcilerin enerji tüketimi yalnızca 75 nanovat; bu miktar, bir LED ampulünün harcadığı enerjiden yaklaşık yüz milyon kat daha az. Robot, ihtiyaç duyduğu enerjiyi üzerindeki minik güneş panelleri ile ışık vasıtasıyla topluyor. Yazılım tarafında da köklü bir değişiklik sağlanarak, “Normalde birçok komut gerektiren itki kontrolünü, robotun sınırlı hafızasına sığması için tek ve özel bir komuta indirdik,” diyor Blaauw.
IŞIKLA PROGRAMLAMA YETENEĞİ
Mikro robotlar, ışık darbeleri aracılığıyla programlanabiliyor. Bu sayede, aynı ortamda bulunan robot grupları, farklı ışık sinyallerine farklı tepkiler veriyor. Bu özellik, gelecekte karmaşık görev paylaşımına sahip mikro robot sürülerinin önünü açıyor.
ARILARDAN ALINAN İLHAM
Araştırma sırasında mikro robotların sıcaklık algılama yetenekleri de test edildi. Robotlar, daha sıcak alanlara yönelerek ardından yaptıkları hassas mikro hareketler ile sıcaklığın tam değerini “raporladı”. Bu hareketler, gözlemlenip çözülerek veri haline getirildi. Blaauw, bu yöntemin, bal arılarının yiyecek kaynaklarını nasıl anlattığına dair kullandığı sallanma dansından esinlenildiğini belirtti. Sıcaklığın hücresel aktivitenin önemli bir göstergesi olması, bu robotları hücre sağlığının izlenmesinde etkili bir araç haline getiriyor.
GELECEK İÇİN ÜMIT VERİYOR
Marc Miskin, geliştirilen robotların sadece bir başlangıç olduğunu ifade ediyor: “Bu gerçekten sadece ilk bölüm. Daha fazla veri depolayabilen, çevresini daha iyi algılayan ve zorlu koşullarda çalışabilen robotlar geliştirmeyi amaçlıyoruz.” Miskin, neredeyse görünmez boyuttaki yapının içine beyin, sensör ve motor yerleştirilebildiğini ve bunun aylarca çalışabildiğini vurguladı. Bu gelişim, mikroskobik ölçekte robotik için yeni bir geleceğin kapısını aralıyor.