Mikroroboti z gelu a zlata řízení světlem? Žádné sci-fi, ale realita v podání českých vědců

Představte si robota o velikosti lidské buňky, který je na dálku napájen i navigován světlem. A dokáže donekonečna při zachování zdroje světla vykonávat na úrovni mikrosvěta mechanicky zcela přesné úkony bez nutnosti jakéhokoli invazivního zákroku zvenčí. Tyto mikroroboty dokáže vytvářet výzkumná skupina Ivana Řehoře z Vysoké školy chemicko-technologické v Praze. Objev publikovala nedávno v prestižním časopise Soft Robotics. Výzkum probíhal ve spolupráci s Ústavem organické chemie a biochemie AV ČR a Univerzitou v Utrechtu.

Schopnost robotické manipulace v minulosti naprosto změnila řadu odvětví lidské aktivity, například automobilový průmysl a průmyslovou výrobu obecně. „Podnikáme první kroky k tomu, abychom byli schopni podobných úkonů v mikroměřítku, tedy v úrovni jednotek či desítek mikronů,“ říká doktor Ivan Řehoř.

To může do budoucna změnit radikálním způsobem výrobu materiálů, biomedicínské aplikace a další oblasti, kde bude možné jednoduše, levně, přesně a bezpečně manipulovat jednotlivými buňkami a skládat je do větších funkčních celků.

Řehořovi mikroroboti jsou tvořeni na světlo reagujícími hydrogelovými mikročásticemi. Vyrábějí se v procesu nazvaném stop flow litografie a jejich součástí jsou také částice zlata.

„Pokud vyrábíte malého robota, není možné, aby si nesl svůj zdroj energie s sebou. Proto jsou naši roboti napájeni na dálku svazkem světla. Zlaté částice toto světlo účinně zachycují a přeměňují jej na teplo, které vyvolává vlastní pohyb robota pomocí opakovaných stahů jeho těla,“ popisuje Řehoř.

Kontrolovaný pohyb

Světlo jako zdroj pohybu není novým nápadem. Co ale dělá výzkum na VŠCHT výjimečným, je samotná kontrola pohybu robota, který se plazí po povrchu nejjednodušším možným způsobem – tělo robota se pouze smršťuje a opět rozpíná.

Klíčovou roli hraje nerovnoměrná změna tření mezi robotem a podkladem, po němž se sune. „Tato změna pochází ze složitých dějů v materiálu robota, jež se během jeho smrštění a roztahování dějí na molekulární úrovni zaplétání a opětovného rozplétání jednotlivých polymerních řetězců, z nichž je vyroben. V tom je náš systém unikátní a to nám také umožňuje naprosto jednoduchý systém řízení a navigace robota pouze pomocí míření svazku světla,“ upozorňuje Řehoř.

Zanedbatelná cena

Velkou výhodou nových mikrorobotů je v porovnání s klasickými přístupy k mikromanipulaci nízká výrobní cena. Současné nástroje, jež využívají „zpřevodování“ makroskopických pohybů do mikroměřítka, jako například přístroje pro asistovanou reprodukci či mikrochirurgii, jsou velmi drahé. Navíc vždy vyžadují pevné spojení mezi místem manipulace a vnějším zařízením.

„Výrobní cena jednoho robota je naprosto zanedbatelná,“ říká doktor Řehoř s tím, že jeho záměr obstojí i v konkurenci obdobných přístupů k manipulaci na mikroúrovni, typicky využívajících namísto světla magnetické pole.

„Naše zařízení k ovládání robotů je mnohem jednodušší než u magnetických robotů a lze jej snadno postavit za 500 euro. Navíc pracujeme na vývoji mikrorobotů, kteří by mohli být jednou napájeni i běžným slunečním světlem a plazili by se kdekoli. Ale to je opravdu budoucnost,“ dodává Řehoř.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Model: Horko bude v Evropě zabíjet stále víc, ubude ale úmrtí kvůli chladu

Podle nové studie extrémní teploty připraví o život v Evropě do konce století až 2,3 milionu lidí. Vědci navrhují adaptační i mitigační strategie – tedy jednak lepší přizpůsobení se horku, ale také snížení emisí.
před 10 hhodinami

Citlivá data čínského DeepSeeku byla bez zabezpečení na internetu

Množství citlivých dat čínského start-upu DeepSeek provozujícího jazykový model s prvky umělé inteligence (AI) bylo bez zabezpečení dostupných na internetu. Na svém webu na to ve středu upozornila izraelsko-americká společnost zaměřená na kybernetickou bezpečnost Wiz Research. Bez zabezpečení podle ní zůstaly digitální softwarové klíče a protokoly chatu, které podle všeho zachycovaly prompty odesílané uživateli. DeepSeek na dotaz agentury Reuters uvedl, že po upozornění data neprodleně zabezpečil.
před 12 hhodinami

Nově objevená superzemě leží od Slunce jen dvacet světelných let

Sedm tisíc je počet exoplanet objevených za tři desítky let od nalezení té první. Ale podle astronomů jde stále jen o maličkou část mnohem většího celku, který tyto planety mimo Sluneční soustavu tvoří. Celkem jich mohou být jen v „naší“ galaxii Mléčná dráha miliardy. Teď vědci popsali další, která má unikátní vlastnosti.
před 13 hhodinami

NASA našla planetku s nejvyšší šancí srážky se Zemí

V prosinci loňského roku objevili astronomové do té doby neznámý objekt, který označili za planetku neboli asteroid. Dostal jméno 2024 YR4 a podle předběžných analýz má ze známých asteroidů nejvyšší pravděpodobnost, že se srazí se Zemí. Šance na to je ale i tak minimální a lidstvo navíc na rozdíl od minulosti disponuje technologiemi, které by uměly takový objekt odklonit.
včera v 15:51

V Dánsku objevili pravěkou zkamenělinu rybích zvratků

Na východě Dánska se našel kus zkamenělých zvratků z doby, kdy se po Zemi ještě proháněli dinosauři. Podle odborníků je po sobě zanechala ryba, která pozřela živočichy žijící na dně moře a nestravitelné části vyvrhla.
včera v 14:20

Americká odpověď na concorde. Soukromý tryskáč XB-1 překonal hranici zvuku

Prototyp komerčního nadzvukového letounu XB-1 americké společnosti Boom Technology v úterý při testovacím letu nad Mohavskou pouští překonal zvukovou bariéru. Přibližně jedenáct minut od startu letadlo zrychlilo na 1,05 machu, což znamená rychlost asi 1252,92 kilometru za hodinu.
včera v 11:11

Vatikán varuje před AI a koncentrací moci

Vatikán vydal dokument o vztahu umělé a lidské inteligence, v němž zdůraznil, že umělá inteligence (AI) by se měla používat pouze jako doplňkový nástroj té lidské, eticky a zodpovědně, mimo jiné proto, aby se člověk nestal „otrokem svého vlastní díla“. Podle Vatikánu má AI sice pozitivní potenciál, může ale také vést k prohloubení sociálních nerovností či k izolaci v mezilidských vztazích. Dokument, který tento měsíc schválil papež František, také varuje před zneužitím AI mocnými korporacemi.
včera v 10:26

Kalifornské požáry poháněla klimatická změna, tvrdí studie

Požáry, které zasáhly v uplynulých týdnech Los Angeles, byly nejničivější v dějinách Spojených států. Síle ohně podle nového výzkumu výrazně pomohlo globální oteplování spojené s lidskou činností.
28. 1. 2025
Načítání...