Vědci vytvářejí ultravýkonné, mačkavé robotické „oko“, které automaticky zaostřuje a nepotřebuje zdroj energie
Zmačkané robotické „oko“ dokáže automaticky zaostřit v reakci na světlo, bez jakéhokoli vnějšího napájení. Ultravýkonná robotická čočka je dostatečně citlivá, aby rozlišila chloupky na noze mravence nebo laloky pylového zrna.
Čočka by mohla uvést „měkké“ roboty s výkonným viděním, které by k provozu nepotřebovaly elektroniku ani baterie. Měkká robotika může být použita v široké škále různých aplikací, od nositelné technologie, která se může integrovat s lidským tělem, až po autonomní zařízení, která mohou fungovat v nerovném terénu nebo nebezpečných prostorech, uvedl první autor studie. Corey Zhengstudent doktorského studia biomedicínského inženýrství na Georgia Institute of Technology. Tradiční, elektricky poháněné roboty používají k vidění světa pevné senzory a elektroniku.
Čočka je vyrobena z hydrogelu, který obsahuje kostru z polymerů, které dokážou zachycovat a uvolňovat vodu, což umožňuje hydrogelu pohybovat se mezi kapalnějším a více pevným stavem. V tomto případě hydrogel reaguje na teplo tak, že uvolňuje vodu a smršťuje se, když se zahřeje, a absorbuje vodu a bobtná, když se ochladí.
Výzkumníci vyrobili prstenec z hydrogelu kolem čočky z křemíkového polymeru a umístili design podobný oku do většího rámu. Mechanická struktura je podobná konfiguraci lidského oka, řekl Zheng.
Hydrogel je zalitý drobnými částicemi oxidu grafenu, které jsou tmavě zbarvené a absorbují světlo. Když na oxid grafenu dopadne světlo o intenzitě ekvivalentní slunečnímu světlu, částice se zahřejí a zahřejí hydrogel, který se smršťuje a natahuje a přitahuje čočku, aby ji zaostřil. Po odstranění zdroje světla hydrogel nabobtná a uvolní napětí na čočce. Hydrogel reaguje na světlo napříč viditelným spektrem.
V novém článku publikovaném dnes (22. října) v časopise Vědecká robotikaZheng a jeho doktorský poradce Shu Jiabiomedicínský inženýr z Georgia Tech zjistil, že tuto čočku lze použít místo skleněné čočky v tradičním světelném mikroskopu k rozlišení drobných detailů. Čočka by například mohla zobrazit 4mikrometrovou mezeru mezi drápy klíštěte, vidět 5mikrometrová vlákna houby a detekovat 9mikrometrové strniště na noze mravence.
Více vzrušující, řekl Zheng, je, že výzkumníci nyní integrují čočku do mikrofluidního systému ventilů vyrobených ze stejného citlivého hydrogelu. To znamená, že světlo použité k vytvoření obrazu může také sloužit k napájení inteligentního autonomního kamerového systému, řekl Zheng.
A protože je hydrogel adaptabilní, čočka může být schopna „vidět“ daleko za hranice toho, co dokáže detekovat lidské oko. Například by mohl být schopen napodobit schopnost kočičího vertikálního oka detekovat maskované objekty nebo zkopírovat zvláštní sítnici sépie ve tvaru W, což jí umožňuje vidět barvy, které lidé nevidí.
„Ve skutečnosti můžeme objektiv ovládat opravdu jedinečnými způsoby,“ řekl Zheng.
