Biomedya - Biyoteknoloji & Yaşam Bilimleri

Uyaranlara duyarlı polimerlerin geliştirilmesi, yeni nesil küçük ölçekli, kablosuz olarak kontrol edilen yumuşak gövdeli robotlar için malzemeyle ilgili çok sayıda fırsat ortaya çıkardı. Bir süredir mühendisler bu malzemeleri yürüyebilen, yüzebilen ve zıplayabilen küçük robotlar yapmak için nasıl kullanacaklarını biliyorlar. Şimdiye kadar kimse onları uçurmayı başaramadı. Tampere Üniversitesi'ndeki Hafif Robotlar grubunun araştırmacıları, şimdi akıllı malzemelerin nasıl uçacağını araştırıyorlar. Akademi Araştırma Görevlisi ve grup lideri Hao Zeng ve doktora araştırmacısı Jianfeng Yang, Işığa Duyarlı Malzeme Montajına dayalı FAIRY – Uçan Aero-robotlar adlı projeleri için rüzgarla uçan ve ışıkla kontrol edilen bir polimer montaj robotu geliştirdiler.

Zeng, “Doğal benzerlerinden üstün olan bu yapay tohum, yumuşak bir aktüatör ile donatılmıştır. Aktüatör, görünür ışık uyarımı üzerine kılların açılıp kapanma hareketlerini indükleyen, ışığa duyarlı sıvı kristal elastomerden yapılmıştır." dedi.

Yapay peri ışıkla kontrol edilir

Zeng ve Yang tarafından geliştirilen yapay peri, çeşitli biyomimetik özelliklere sahiptir. Yüksek gözenekli (0,95) ve hafif (1,2 mg) yapısı nedeniyle rüzgarın yönlendirdiği havada rahatlıkla yüzebilir. Dahası, kararlı bir ayrılmış girdap halkası üretimi, uzun mesafeli rüzgar destekli seyahati mümkün kılar. Zeng, "Peri, lazer ışını veya LED gibi bir ışık kaynağı tarafından çalıştırılabilir ve kontrol edilebilir" dedi.

Bu, küçük karahindiba tohumu benzeri yapının şeklini değiştirmek için ışığın kullanılabileceği anlamına gelir. Peri, şeklini değiştirerek rüzgar yönüne ve kuvvetine manuel olarak uyum sağlayabilir. Bu polimer düzeneğin kalkış ve iniş hareketlerini kontrol etmek için bir ışık huzmesi de kullanılabilir.

Tarımda potansiyel uygulama fırsatları

Daha sonra araştırmacılar, cihazın güneş ışığında çalışmasını sağlamak için malzeme hassasiyetini geliştirmeye odaklanacaklar. Ayrıca yapıyı, GPS ve sensörler gibi mikro elektronik cihazları ve biyokimyasal bileşikleri taşıyabilecek şekilde ölçeklendirecekler.

Zeng'e göre, daha da önemli uygulamalar için potansiyel var. Zeng, "Kulağa bilim kurgu gibi geliyor, ancak araştırmamıza dahil edilen kavram kanıtı deneyleri, geliştirdiğimiz robotun yapay tozlaşmaya uygun gerçekçi uygulamalara doğru önemli bir adım sağladığını gösteriyor" şeklinde konuştu.

Gelecekte, polen taşıyan milyonlarca yapay karahindiba tohumu doğal rüzgarlarla serbestçe dağılabilir ve ardından ışıkla tozlaşmayı bekleyen ağaçların olduğu belirli alanlara yönlendirilebilir. Zeng, küresel ısınma nedeniyle tozlayıcıların kaybı, biyolojik çeşitlilik ve gıda üretimi için ciddi bir tehdit haline geldiğinden, bunun küresel olarak tarım üzerinde büyük bir etkisi olacağını söyledi.

Birçok soru cevaplanmayı bekliyor

Ancak önce birçok sorunun çözülmesi gerekiyor. Örneğin, iniş noktası hassas bir şekilde nasıl kontrol edilir? Cihazlar nasıl yeniden kullanılır ve biyolojik olarak parçalanabilir hale getirilir? Bu sorunlar, malzeme bilimcileri ve mikro robotik üzerinde çalışan kişilerle yakın işbirliği gerektirir.

Makale: onlinelibrary.wiley.com