Tampereen yliopiston tutkijat ovat kehittäneet ensimmäisen keinotekoisilla lihaksilla toimivan, passiivisesti lentävän robotin. Tarkoitus on pohtia, voitaisiinko tällaista keinotekoista keijurobottia hyödyntää pölytyksessä.
Ärsykkeisiin reagoivien polymeerien kehittämisen myötä myös edistyneiden pienikokoisten, langattomasti ohjattavien ja pehmeärunkoisten robottien valmistamiseen on auennut uusia mahdollisuuksia.
Insinöörit ovat jo jonkin aikaa osanneet hyödyntää polymeerimateriaaleja valmistettaessa pienikokoisia robotteja, jotka osaavat kävellä, uida ja hypätä, mutta toistaiseksi niitä ei ole saatu lentämään.
Tampereen yliopiston Light Robots tutkimusryhmässä tutkitaan, miten älymateriaaleista voidaan valmistaa lentäviä robotteja. Akatemiatutkija, projektin johtaja Hao Zeng ja väitöskirjatutkija Jianfeng Yang ovat keksineet uudenlaisen ratkaisun projektissaan FAIRY – Flying Aero-robots based on Light Responsive Materials Assembly. He ovat kehittäneet valoon reagoivista polymeereistä koostetun robotin, joka voi lentää tuulen avulla, ja jota ohjataan valolla.
– Keijurobotti on varustettu pehmeällä, valoon reagoivasta nestekiteisestä elastomeerista valmistetulla toimilaitteella, joka saa haituvat avautumaan tai sulkeutumaan näkyvässä valossa. Se on ominaisuuksiltaan parempi kuin luonnollinen voikukan siemen, Zeng kertoo tiedotteessa.
Zengin ja Yangin kehittämässä keinotekoisessa keijussa on useita biomimeettisiä ominaisuuksia: suuren huokoisuutensa (0,95) ja kevyen (1,2 mg) rakenteensa ansiosta se voi helposti leijua ilmassa tuulen mukana. Lisäksi vakaa, erotettu pyörrerengas mahdollistaa pitkän lentomatkan tuulen avustamana.
– Keiju voi saada virtaa ja sitä voidaan ohjata valonlähteellä, kuten lasersäteellä tai LEDillä, Zeng sanoo.
Tämä tarkoittaa, että valon avulla voidaan muuttaa minirobotin rakenteen muotoa, joka muistuttaa pientä voikukan siementä. Muotoaan muuttamalla keiju voi mukautua manuaalisesti tuulen suunnan ja voiman mukaan. Valonsäteen avulla voidaan myös ohjata tämän polymeerikokoonpanon lentoonlähtöä ja laskeutumista.
Seuraavaksi tutkijat keskittyvät parantamaan materiaalin herkkyyttä, jotta laite voisi toimia auringonvalon avulla. Lisäksi he aikovat muokata rakenteen mittoja niin, että se voi kuljettaa mikroelektronisia laitteita, kuten GPS:ää ja antureita, sekä biokemiallisia yhdisteitä.
Zengin mukaan myös merkittävämmät sovellukset ovat mahdollisia.
– Kuulostaa hieman sci-filtä, mutta tutkimukseemme sisältyvät kokeet osoittavat, että kehittämämme robotti on tärkeä askel kohti keinotekoiseen pölytykseen soveltuvia realistisia sovelluksia, hän kertoo.
Tulevaisuudessa miljoonia siitepölyä kantavia, keinotekoisia voikukan siemeniä voitaisiin levittää vapaasti luonnollisten tuulten mukana, ja ohjata ne svalon avulla tietylle alueelle, jossa on pölytystä odottavia puita.
Ensin on kuitenkin ratkaistava monia ongelmia. Miten esimerkiksi robotin laskeutumista oikeaan kohtaan voidaan ohjata tarkasti? Miten laitteita voidaan käyttää uudelleen? Miten niistä tehdään biologisesti hajoavia?