Vyrobit šikovného humanoida, který se podobá člověku pohyby a v poslední době i chováním, očividně není zase tak těžké. Zato zmenšit autonomní roboty tak, aby byli velcí jako dejme tomu dvě zrnka prachu nebo dva lidské vlasy na šířku, to už dá docela zabrat. Nedávno v tom uspěli kouzelníci robotiky z amerických University of Pennsylvania a University of Michigan, kteří vytvořili nejmenší autonomní a programovatelné roboty na světě.
Jsou to neuvěřitelné stroječky. Dovedou vnímat okolí, „myslet“ a jednat bez instrukcí z okolí. Podle tvůrců by taková technologie jednou mohla monitorovat stav tkání a orgánů v těle, dopravovat léčiva přesně na místo, kde jsou třeba anebo fyzicky zasahovat tam, kde je nějaký problém.
Největším průlomem při vývoji těchto robotů bylo, že se mikroboti o velikosti pouhé pětiny milimetru mohou pohybovat autonomně, bez cizí pomoci. O něco takového se vědci snažili celá desetiletí. Fyzikální síly, jako je třeba odpor nebo viskozita mají v mikroskopickém měříku mnohem větší vliv. Když se mikroskopický objekt pohybuje kapalinou, je to podobné, jako kdyby člověk plaval v dehtu.
Aby to tvůrci mikrobotů překonali, navrhli nový typ pohonu. Jejich mikroboty pohánějí LEDky, v prostředí, které tvoří roztok peroxidu vodíku, což je vlastně také jejich palivo. Mikrobioti generují elektrické pole, které rozpohybuje ionty a molekuly vody v okolí. Úpravami tohoto pole se mikroboti mohou pohybovat složitým způsobem nebo třeba v hejnech, rychlostí zhruba jedné délky jejich těla za sekundu.
Nejmenší autonomní robot na světě potřebuje nejmenší počítač na světě. Takový počítač vyvinul tým, který vedl David Blaauw z Michiganu. V rámci spolupráce adaptovali svůj mikropočítač na pohonný systém z Pensylvánie a postavili kompletní mikrosystém s procesorem pamětí a senzory.
Mikroboti využívají mikroskopické solární panely, které generují 75 nanowattů. To je více než 100 tisíckrát méně, než potřebují chytré hodinky. Mikropočítač mikrobotů je ale velmi úsporný a 75 nanowattů mu stačí. Mezi odborníky ale vzbuzuje údiv především cena toho všeho. Jak uvádí Marc Miskin z Pensylvánie, výrobní cena jednoho mikrobota je zhruba jeden cent a improvizované vybavení nutné k programování a ovládání mikrobotů, které zahrnuje standardní LED diody, Raspberry Pi a zobrazovací systém s kamerou chytrého telefonu jen asi 100 dolarů.
Technologie rekordně malých mikrobotů ještě potřebuje doladit. Problémem je například energie, mikroboti musejí být neustále na světle. Další komplikací je, že se mikroboti pohybují v peroxidu vodíku, který je pro živé buňky toxický. Uvidíme, jak si s tím tvůrci maličkých robotů poradí.
Video: Marc Miskin, UPenn: Microscopic Robots that Sense, Think, Act, and Compute
Literatura
3D tištěné mikroskopické rybky na počátku evoluce mikrobotů
Autor: Stanislav Mihulka (08.09.2015)
Nanobot operující uvnitř buňky
Autor: Josef Pazdera (18.03.2019)
Podivuhodní BeerBoti urychlují vaření piva
Autor: Stanislav Mihulka (25.04.2023)
DNA nanoroboti mohou „donekonečna“ replikovat sami sebe
Autor: Stanislav Mihulka (09.12.2023)
Diskuze:
Původní zdroje
Pavel Kaňkovský,2025-12-29 21:38:28
Maya M. Lassiter et al., Microscopic robots that sense, think, act, and compute. Sci. Robot. 10, eadu8009 (2025). https://doi.org/10.1126/scirobotics.adu8009
L.C. Hanson, W.H. Reinhardt, S. Shrager, T. Sivakumar, & M.Z. Miskin, Electrokinetic propulsion for electronically integrated microscopic robots, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 122 (29) e2500526122, https://doi.org/10.1073/pnas.2500526122 (2025)
Ten druhý je open access.
kataláza
Florian Stanislav,2025-12-28 18:19:12
Pohon robotíčků peroxidem vodíku bude v těle problém. Peroxid vodíku je buněčný jed, enzym kataláza je v krvi a nejvíc v játrech. Krev je všude. Rozkladem peroxidu vodíku vzniká voda a kyslík ( desinfekce ran). Účinnost katalázy je mimořádná, jedna molekula rozloží za sekundu miliony molekul peroxidu vodíku. A není háklivá na pH.
Re: kataláza
Pavel Kaňkovský,2025-12-29 21:44:23
Ve skutečnosti je roztok H2O2 je jedno z možných prostředí. V tiskové zprávě z UPenn není o peroxidu žádná zmínka. V článku publikovaném v PNAS se píše (a v Sci. Rob. je to citováno), že to funguje v různých prostředích:
Aside from conductivity, we find propulsion speed is largely independent of the surrounding chemical environment. Fig. 2A shows robots can move in a variety of solutions, including two decades of different hydrogen peroxide concentrations, pure deionized water (250 nS/cm), salt solutions (μS/cm), pH buffers (5.5 to 8), and formaldehyde. We also find robots move on a variety of substrates, including polystyrene, oxygen plasma cleaned glass, positive charge functionalized glass, SU-8 photoresist films, platinum, and through microfluidic channels (Movie S2). The only chemical condition that we found that reliably turns off propulsion is high solution conductivity (≫10 μS/cm), which places propulsive fields into an inaccessible regime for the robot’s power budget.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
