Revoluce v robotice: Nový robot vydrží přes milion použití a pak se beze stopy rozloží v půdě

Vědci dosáhli významného průlomu ve vývoji robotiky, když představili první plně kompostovatelný měkký robotický systém.

Vědci dosáhli významného průlomu ve vývoji robotiky, když představili první plně kompostovatelný měkký robotický systém. Tento inovativní robot nejenže vykazuje odolnost srovnatelnou s konvenčními roboty, ale po skončení své životnosti se zcela rozloží v půdě, aniž by zanechal jakékoli toxické zbytky.

Tento objev přichází v době, kdy globální produkce elektronického odpadu dosáhla v roce 2022 přibližně 62 milionů metrických tun. Měkké roboty, široce využívané ve zdravotnictví, zemědělství a monitorování životního prostředí, k tomuto narůstajícímu problému přispívají. Dosud existovala výzva v podobě kompromisu mezi biologickou rozložitelností a výkonem: materiály, které se rozkládají, obvykle postrádaly dostatečnou funkčnost, zatímco vysoce výkonné materiály nebyly biologicky rozložitelné. Nový systém tento zásadní problém řeší.

Výzkumný tým z Soulské národní univerzity (SNU), Sogang University a Johannes Kepler University Linz vyvinul konstrukční rám robota z poly(glycerol sebakátu) (PGS). Jedná se o biologicky rozložitelný elastomer bez vody, který se vyznačuje nízkou hysterezí a silnou elastickou obnovou. Aktuátor na bázi PGS si udržel konzistentní úhly ohybu a výstupní síly po více než milionu aktuačních cyklů a prokázal stabilní výkon i po delším skladování, což je klíčové pro reálné nasazení mimo laboratorní podmínky.

Elektronické komponenty systému jsou rovněž nekonvenční. Místo tradičních kovových a polovodičových součástí byly použity biologicky rozložitelné anorganické prvky z hořčíku (Mg), molybdenu (Mo) a křemíku (Si), které se rozkládají souběžně se strukturálním rámem. Tato integrace zajišťuje, že se celý systém – struktura i elektronika – čistě rozloží a nezanechá žádný odpad. Při vystavení průmyslovým kompostovacím podmínkám se strukturální i elektronické komponenty robota rozložily během několika měsíců. Následné testy růstu rostlin na výsledném kompostu potvrdily absenci toxicity pro životní prostředí, což naznačuje, že robot nejen degraduje, ale také vytváří použitelnou půdní úpravu.

Tým dále demonstroval praktické aplikace v terénu. Biologicky rozložitelné anorganické elektronické komponenty byly integrovány do měkkého robotického prstu, který zahrnoval senzory pro zakřivení, napětí, dotyk, teplotu, vlhkost a pH, stejně jako ohřívače, elektrické stimulátory a moduly pro podávání léků. Tyto zemědělské scénáře ukazují, jak lze robota ponechat v terénu bez ekologické zátěže. Profesor Seung-Kyun Kang ze Soulské národní univerzity zdůraznil, že tento výzkum překonává tradiční omezení spojená s biologicky rozložitelnými materiály a stanovuje nový standard pro udržitelnou robotiku. Tento objev přímo řeší problémy s odpadem a nově definuje, co znamená, aby byl robot skutečně „jednorázový“.