Mikro Robot Teknolojisinin Makro Zorlukları

Mikro robotlar, tipik olarak mikrometreden* birkaç milimetreye kadar değişen boyutlarda ve mikro ölçekte çalışmak üzere tasarlanmış minyatür robot cihazlardır. Minyatür boyutları dar alanlarda gezinmelerine ve çalışmalarına olanak tanır.

Mikro robotların geliştirilmesinde araştırmacılar en çok böceklerden esinlenirler çünkü böcekler farklı ortamlara uyum sağlayabilir ve görevlerini etkin bir şekilde yerine getirebilirler.

Buradaki temel hedef doğada bulunan ilkeleri taklit ederek, hem işlevlerini eksiksiz şekilde yerine getiren hem de doğal ortamlarla sorunsuz bir şekilde etkileşime girebilen mikro robotlar geliştirmektir.

---

Böceklerden esinlenilerek iki yeni mikro robot geliştirildi

Araştırmacılar, gelişmiş yeteneklere sahip robot sistemleri oluşturmak için böceklerin verimliliğinden ve uyarlanabilirliğinden yararlanabilmenin yeni yollarını bulmaya devam ediyor. Washington State Üniversitesi’nden bazı bilim insanları böceklerden esinlenerek tam işlevsel iki mikro robot yaptıklarını ve bu robot böceklerin bugüne kadar bilinen en küçük, en hafif, en hızlı mikro robotlar olduğunu duyurdular. Robotlardan suda yürüyeni 55 mg, diğeri ise 8 mg ağırlığında ve her ikisi de saniyede yaklaşık altı milimetre hızla hareket edebiliyor.

Bu tür mikro robotların gelecekte teknolojinin çeşitli uygulama alanlarında kullanılması bekleniyor. Örneğin; arama ve kurtarma, çevresel izleme, mikro imalat, robot destekli cerrahi ya da yapay tozlaşma** .

Bu minik robotların kilit noktası, hareket etmelerini sağlayan minik sürücüleri. Çalışmayı yürüten bilim insanları, farklı bir yöntem kullanarak 1 mg’dan daha hafif bir sürücü ürettiler. Bu, şimdiye kadar geliştirilen en küçük ve en hızlı sürücü olma özelliğini taşıyor.

Bu sürücünün robotlara özgü motorlardan farklı olarak dönen parçaları yok. Isıtıldığında şekil değiştirebilen ve hatırlama özelliği sayesinde yeniden eski şekline dönebilen bir malzeme kullanıyor. Bu nedenle söz konusu malzemeye şekil hafızalı alaşım deniyor. Şekil hafızalı alaşımlar çok yavaş olduklarından büyük ölçekli robot hareketleri için çoğunlukla kullanılmaz.

Fakat bu iki mikro robotun sürücüleri az miktarda akımla kolayca ısınıp soğuyabilen minicik tellerden oluşuyor. Böylece robotlar yüzgeçlerini ya da ayaklarını hareket ettirebiliyor.

---

Mikro boyuttaki objelerle çalışmak teknolojik bileşenler bağlamında çeşitli olumsuzlukları beraberinde getirir. Mikro robotların geliştirilmesinde en kritik noktayı, çalışmaları için gerekli olan güç kaynağı oluşturur çünkü küçük boyutları nedeniyle sınırlı alana sahiptirler ve uygun güç kaynağı tasarlamak her zaman kolay olmaz. Bu durum, iş yapma sürelerini veya dayanıklılıklarını sınırlayabileceği için bir dezavantajdır.

Dış denetçiler ve çoklu mikro robotlar arasındaki iletişim yeteneklerinin sınırlı olması da mikro robotların geliştirilmesinde karşılaşılan en önemli zorluklardan bir diğeridir. İletişim bileşenlerinin mikro robotların ebatlarına uyacak şekilde küçültülmesi, iletişim sistemlerinin düşük performansla çalışmalarına ve güvenilirliğinin azalmasına yol açabilir. Bu iletişim zorluklarının üstesinden gelinmesi mikro robotların başarılı bir şekilde yerleştirilmesi ve çalıştırılması için çok önemlidir.

Öte yandan mikro robotların etkin çalışabilmesi için üretim ve kontrollerinde hassasiyet elde etmek de çok önemlidir. Böylece mikro robotların tasarıya uygun geliştirildiği ve hedef ortamlarda etkili bir şekilde dolaşıp işlev göreceğine dair güven sağlanmış olur.

Mikro robotlar, hızla gelişen ve son teknoloji bir araştırma alanını temsil etmektedir. Küçük boyutları daha önce zor veya imkânsız olan küçük ölçekli görevleri yapılabilir hale getirmektedir.

Sağlık hizmetleri, endüstri ve çevresel izleme gibi alanlarda mikro robotlardan daha da fazla yararlanılma olasılığının olması araştırmacıları ve mühendisleri mikro robot geliştirmedeki zorlukların üstesinden gelecek yenilikçi çözümler bulma konusunda isteklendiriyor. Devam eden araştırmalar, mikro robotların yeteneklerini geliştirmeye, onları çok yönlü, verimli ve uygun maliyetli hale getirmeye odaklanmış durumda. Teknolojinin ilerlemesiyle birlikte mikro robotlarla çalışmak giderek daha kolay ve uygulanabilir hale gelecektir.

*Mikrometre: Metrik sistemde bir uzunluk birimidir. Genellikle mikron olarak söylenir ve bir metrenin milyonda birine eşittir. Sembolü μm’dir.

**Yapay Tozlaşma: Bitkileri tozlaştırmak için rüzgar, böcekler veya hayvanlar gibi doğal süreçlere güvenmek yerine teknolojik yöntemlerin kullanılmasını ifade eder.

Kaynak: https://news.wsu.edu/press-release/2024/01/17/mini-robots-modeled-on-insects-may-be-smallest-lightest-fastest-ever-developed/