Forskare vid MIT har, i ett omfattande samarbete med Harvard University och University of Massachusetts Lowell, presenterat en teknisk bedrift som suddar ut gränsen mellan biologi och maskinteknik. Genom att utveckla en mikrorobot som inte bara efterliknar en humlas storlek utan även dess rörlighet, har teamet vid MIT:s Department of Electrical Engineering and Computer Science (EECS) och Research Laboratory of Electronics (RLE) satt ett nytt världsrekord för småskaliga flygande maskiner.
Hastighet som omdefinierar mikrorobotik
När vi analyserar data kring robotens prestanda framstår hastigheten på 3,4 meter per sekund (motsvarande 7,6 miles per hour) som dess mest imponerande attribut. Det som gör detta resultat anmärkningsvärt är inte bara den absoluta siffran, utan det faktum att den överträffar det tidigare rekordet för robotar under ett gram med hela 1,4 meter per sekund.
Denna hastighetsökning är inte bara en siffra i en tabell; det representerar en fundamental förändring i robotens förmåga att navigera i dynamiska miljöer. I en värld där luftströmmar och hinder rör sig snabbt, ger denna extra hastighet roboten den kinetiska energi som krävs för att vara praktiskt användbar utanför sterila laboratoriemiljöer.
Kraften i de artificiella musklerna
Grunden för denna rörlighet ligger i användningen av så kallade “mjuka ställdon”. Dessa fungerar som elektriskt drivna artificiella muskler och består av tunna skikt av elastomer som pressats samman mellan två elektroder. Den tekniska specifikationen för dessa muskler är häpnadsväckande:
| Specifikation | Värde |
|---|---|
| Vikt | 661 milligram (motsvarar ett gem) |
| Längd | 4 centimeter |
| Vingslag | 330 gånger per sekund |
| Drivspänning | 500 volt (tidigare 2 000 volt) |
Genom att implementera en ny “roll-to-roll”-tillverkningsprocess har forskarna lyckats skapa skikt som är tunnare än fem mikrometer. Denna miniatyrisering har lett till en tiodubbling av effekttätheten. Att man dessutom lyckats sänka driftspänningen från 2 000 volt till 500 volt indikerar en kritisk utveckling mot energieffektivitet, vilket är en förutsättning för framtida autonomi.
AI som garant för stabilitet
Hastighet utan kontroll är av ringa värde. Här kommer robotens AI-styrda kontroller in i bilden. Genom att använda artificiell intelligens kan roboten lära sig och reagera på sin omgivning i realtid. Denna förmåga är avgörande för att hantera de komplexa aerodynamiska krafter som uppstår vid 330 vingslag per sekund.
Analysen av källmaterialet visar att AI-systemet möjliggör avancerade akrobatiska manövrar, såsom volter, och ger roboten förmågan att återhämta sig efter kollisioner eller balansera mot kraftiga vindpustar. Detta tyder på att roboten inte bara är ett mekaniskt underverk, utan även besitter en digital “instinkt” som efterliknar naturens egna insekter.
Från laboratorietillämpning till verklig nytta
Trots de tekniska framgångarna betonar huvudförfattaren Suhan Kim och biträdande professor Kevin Chen att roboten för närvarande är bunden till en extern strömkälla. Utmaningen framåt ligger i att integrera både kraftkälla och styrenhet direkt på den 4 centimeter långa kroppen.
När vi blickar mot de tillämpningsområden som källan anger, ser vi en tydlig vision för teknikens framtid:
- Sök- och räddningsinsatser: Den minimala storleken och vikten (661 mg) gör att roboten kan tränga in i rasmassor efter jordbävningar där mänskliga räddare eller större maskiner inte når.
- Miljöövervakning: Små enheter kan sprida ut sig över stora områden för att samla in data utan att störa ekosystemet.
- Precisionsjordbruk: Robotens förmåga till kontrollerad flykt öppnar för användning inom pollinering, där den kan fungera som ett tekniskt komplement till biologiska insekter.
Slutsats: En miniatyriserad revolution
MIT:s nya mikrorobot representerar en synergi mellan materialvetenskap, tillverkningsmetodik och artificiell intelligens. Genom att pressa gränserna för vad en maskin som väger lika lite som ett gem kan åstadkomma, har forskarteamet lagt grunden för en framtid där flygande robotar kan verka i de mest otillgängliga och utmanande miljöerna på vår planet. Utvecklingen från 2 000 till 500 volt och den tiodubblade effekttätheten är tydliga tecken på att vi närmar oss den punkt där dessa mekaniska insekter kan klippa navelsträngen och flyga helt fritt.