Pennsylvania ve Michigan üniversitelerinden araştırmacılar, dünyanın en küçük, tamamen programlanabilir ve otonom robotlarını geliştirdi. Çevrelerini bağımsız olarak algılayabilen, tepki verebilen, aylarca çalışabilen robotların her biri sadece 1 ABD sentine (1 cent=yaklaşık 0,40 TL) mal oluyor.
Çıplak gözle zar zor görülebilen her robot, yaklaşık 200 x 300 x 50 mikrometre ölçülerinde, bir tuz tanesinden daha küçük. Birçok biyolojik mikroorganizmanın boyutunda çalışan robotlar, tek tek hücrelerin sağlığını izleyerek tıp alanında, mikro ölçekli cihazların yapımına yardımcı olarak ise imalat alanında kullanılabilir.
Mikroskobik bilgisayarlara sahip ışıkla çalışan robotlar, karmaşık modellerde hareket etmek, bölgesel sıcaklığı algılamak ve rotasını buna göre ayarlamak için programlanabiliyor.
Robotlar, dışarıdan bir kabloya, manyetik alana veya joystick benzeri bir kontrol aracına ihtiyaç duymadan çalışıyor. Bu nedenle, ilk gerçek otonom ve programlanabilir robotlar olduğu ileri sürülüyor.
Tamamen otonom iddiası
Robotların gerçek anlamda otonom olabilmesi için karar verebilmesi gerekiyor. Bunun için de bir bilgisayara, çevresini algılaması ve tahrikini kontrol etmesi için elektroniklere ve sistemi çalıştırmak içinse küçük güneş panellerine ihtiyacı vardı. Tüm bunlar milimetrenin küçük bir kısmı boyutunda bir çip üzerine sığdırıldı.
Bu noktada, Michigan Üniversitesinden David Blaauw’un ekibi devreye girdi. Blaauw’un laboratuvarı dünyanın en küçük bilgisayarı rekorunu elinde tutuyor.
Güneş panellerinin çok küçük olması, sadece 75 nanovat güç üretmesi büyük zorluktu. Bir akıllı saatin tükettiği güçten 100 bin kat daha az bir güç ürettiği anlamına geliyor.
Çalışmanın ilk yazarı, Penn Mühendislik’ten Elektrik-Sistem Mühendisliği araştırmacısı Dr. Marc Miskin ve Blaauw, son derece düşük voltajlarda çalışan, bilgisayarın güç tüketimini bin kattan fazla düşüren özel devreler geliştirdi.
Güneş panellerinin robotun üzerindeki alanın çoğunu kaplaması da ikinci büyük zorluktu. İşlemciyi ve bir program depolamak için belleği kalan küçük alana sığdırmaya çalıştılar.
Blaauw, bu noktada attıkları adımı, “Bilgisayar program komutlarını tamamen yeniden düşünmek zorunda kaldık. Tahrik kontrolü için geleneksel olarak birçok komut gerektirecek olanı, robotun minik bellek alanına sığacak şekilde programın uzunluğunu küçültmek için tek, özel bir komutta yoğunlaştırdık.” sözleriyle açıkladı.
Nihayetinde, gerçekten otonom hareket edebilen ilk milimetre altı robot üretildi. Araştırmacıların bildiği kadarıyla, daha önce hiç kimse bu kadar küçük bir robota gerçek bir bilgisayar (işlemci, bellek ve sensörler) yerleştiremedi.
Robotlar, sıcaklığı santigrat derecenin üçte biri hassasiyetinde algılayabilen elektronik sensörlere sahip. Bu, robotların sıcaklığın arttığı alanlara doğru hareket etmesine veya sıcaklığı (hücresel aktivitenin bir göstergesi olarak) rapor etmesine olanak tanır, böylece tek tek hücrelerin sağlığını izleyebilirler.
Çalışma, iki ayrı makalede Science Robotics ve Proceedings of the National Academy of Sciences dergilerinde yayınlandı.