Tuz tanesi kadar robot: Algılıyor, düşünüyor, hareket ediyor

Pennsylvania Üniversitesi ile Michigan Üniversitesi’nden araştırmacıların ortak çalışmasıyla geliştirilen mikrorobot, sıvı ortamda kendi başına hareket edebiliyor. Önceki benzer tasarımlara kıyasla hacmi yaklaşık 10 bin kat küçültülen cihaz, işlemci, hafıza, sensörler ve itki sistemini bu ölçekte bir platformda bir araya getiren ilk örnek olarak tanımlanıyor.

Yaklaşık bir tuz tanesi büyüklüğündeki mikrorobot, 200’e 300 mikrometre genişliğinde ve yalnızca 50 mikrometre kalınlığında. Bir parmak izi çizgisinin üzerine dengede durabilecek kadar küçük olan cihaz, bir madeni paranın üzerine konulduğunda paranın basılı tarihinden bile daha küçük kalıyor.

Son derece küçük boyutuna rağmen mikrorobotun potansiyelinin büyük olduğu belirtiliyor. Yalnızca sıvı içinde çalışabilen ve tamamen programlanabilir olan platform, yaklaşık 100 nanovat güç üreten güneş pilleriyle hareket edebiliyor, çevresini algılayabiliyor, hesaplama yapabiliyor ve tepki verebiliyor. Ayrıca bulunduğu sıvının sıcaklığını ölçebilen robot, bu verileri bal arılarının iletişimine benzer küçük hareketler “dans” yaparak iletebiliyor.

Pennsylvania Üniversitesi’nden nanorobotik mühendisi Marc Miskin, geliştirilen teknolojiyi yalnızca ilk bölüm olarak nitelendirdi. Miskin “Neredeyse görülemeyecek kadar küçük bir yapının içine beyin, sensör ve motor yerleştirilebileceğini ve bunun aylarca çalışabildiğini gösterdik. Bu temel üzerine çok daha gelişmiş zekâ ve işlevler eklemek mümkün.” dedi.

Bugüne kadar geliştirilen en küçük otonom ve programlanabilir robotların 1 milimetreden büyük olduğu, bu başarının ise 20 yılı aşkın süre önce elde edildiği ifade ediliyor. Daha küçük boyutlara inilmesini engelleyen temel sorun ise mikrometre ölçeğinde yerçekimi yerine sürükleme ve akışkan viskozitesinin baskın hale gelmesi olarak açıklanıyor. Miskin “Bu ölçekte suyu itmek, katranın içinde ilerlemeye benziyor.” ifadelerini kullandı.

Bu yeni başarı, Michigan Üniversitesi’nde geliştirilen mikroskobik bir bilgisayar ile Pennsylvania Üniversitesi’nde tasarlanan özel bir itki sisteminin birleştirilmesiyle mümkün oldu. Hareketli parçalara sahip olmayan itki sistemi, robotun etrafında elektrik alan oluşturarak moleküler bir akış oluşturuyor. Miskin bu durumu “Robot sanki akan bir nehirdeymiş gibi hareket ediyor, ancak o nehri aynı zamanda kendisi oluşturuyor.” sözleriyle anlattı.

Michigan Üniversitesi’nden bilgisayar bilimci David Blaauw, bu kadar küçük bir platforma bilgisayar yerleştirmenin, yazılım ve yarı iletken devre tasarımlarının tamamen yeniden düşünülmesini gerektirdiğini belirtti.

Yaklaşık beş yıllık çalışmanın ürünü olan mikrorobotların, birbirleriyle senkronize olarak balık sürülerine benzer karmaşık hareketler sergileyebildiği ifade ediliyor. LED ışıkla şarj edildikleri sürece bu robot gruplarının aylarca otonom şekilde çalışabileceği öngörülüyor. Araştırmacılar, ilerleyen aşamalarda bellek kapasitesinin artırılmasıyla daha karmaşık ve gelişmiş davranışların mümkün olacağını belirtiyor.