Tieto roboty sú menšie než zrnko soli. Plávajú, myslia a fungujú bez batérie
Vedci vyvinuli autonómne mikroroboty menšie než zrnko soli, ktoré majú vlastný „mozog“, senzory aj pohon, fungujú mesiace bez batérie a stoja približne jeden cent za kus. Otvárajú dvere rojovej robotike, medicíne aj novým typom senzorov.
Vedci z University of Pennsylvania a University of Michigan posunuli robotiku do mierky, ktorú si bežne spájaš skôr s baktériami než so strojmi. Vyvinuli plne programovateľné, autonómne roboty menšie než zrnko soli. Každý z nich meria približne 200 × 300 × 50 mikrometrov, no aj v takomto miniatúrnom tele nesie „mozog“, senzory aj pohon.
Na prvý pohľad vyzerajú ako technická kuriozita. Pri bližšom pohľade však ide o zásadný posun. Tieto mikroroboty sa dokážu samostatne pohybovať, reagovať na okolie a fungovať celé mesiace bez batérie. A čo je dôležité, stoja približne jeden cent za kus.
„Podarilo sa nám vytvoriť autonómne roboty, ktoré sú približne 10 000-krát menšie než čokoľvek porovnateľné doteraz,“ hovorí Marc Miskin z Penn Engineering.
Podľa neho tým výskum otvoril úplne novú mierku programovateľných strojov.
Prečo boli malé roboty doteraz problém
Elektronika sa zmenšuje už desaťročia, no robotika v tomto smere výrazne zaostávala. Pod hranicou jedného milimetra prestávajú fungovať princípy, na ktoré sa spoliehajú väčšie stroje. Gravitácia a zotrvačnosť ustupujú silám, ako sú viskozita a odpor prostredia. V mikrosvete sa voda správa skôr ako hustý sirup než ako tekutina.
„Keď je stroj dostatočne malý, tlačiť vodu je ako tlačiť sa cez decht,“ vysvetľuje Miskin: „Miniatúrne nohy či ramená sa v takých podmienkach ľahko lámu a ťažko vyrábajú, preto sme ich pre nášho mikrorobota úplne zavrhli.“
Namiesto mechanického pohybu zvolili elektrické pole. Robot vytvorí slabé pole, ktoré pohne iónmi v okolitej kvapaline. Tie následne rozhýbu vodu okolo neho. Výsledok pôsobí, akoby robot plával v prúde, ktorý si sám vytvoril. Zmenou poľa dokáže meniť smer, rýchlosť aj vzorce pohybu a dokonca sa koordinovať s ostatnými robotmi.
Neprehliadni
Najväčšou prekážkou autonómnych mikrozariadení vždy zostávalo napájanie. Batérie sa nedajú zmysluplne zmenšiť, pretože ich energetická hustota závisí od objemu a hmotnosti. V tejto mierke jednoducho prestávajú fungovať.
Tím zvolil iný prístup. Roboty využívajú miniatúrne solárne články a energiu čerpajú zo svetla LED. Svetlo síce neprináša veľký výkon, len asi 75 nanowattov, no v mikrosvete to úplne stačí. Vďaka tomu roboty fungujú celé mesiace bez výmeny zdroja.
David Blaauw z University of Michigan upozorňuje, že kľúčom bola extrémna energetická efektivita.
„Naše obvody spotrebujú viac než 100 000-krát menej energie než inteligentné hodinky,“ hovorí Blaauw.
Tento prístup má podľa neho potenciál aj mimo robotiky, napríklad v oblasti ultranízkoenergetických senzorov.
Skutočný mozog na mikročipe
Autonómia neznamená len pohyb. Robot potrebuje rozhodovať, vnímať okolie a reagovať. Každý mikrorobot preto nesie plnohodnotný počítač, teda procesor, pamäť aj senzory. Vedci ho naučili napríklad merať teplotu s presnosťou na tretinu stupňa Celzia.
Roboty vďaka tomu dokážu sledovať teplotné zmeny, pohybovať sa smerom k teplejším oblastiam alebo informovať výskumníkov o nameraných hodnotách. Namiesto rádiového signálu však „komunikujú“ pohybom. Robot zakóduje údaj do špecifického pohybového vzoru, ktorý vedci dekódujú kamerou pod mikroskopom.
„Je to podobné, ako keď včely tancujú a odovzdávajú informácie,“ vysvetľuje Blaauw.
Veľkou výhodou týchto robotov nie je len ich veľkosť, ale aj spôsob výroby. Vedci ich vyrábajú hromadne na kremíkových doštičkách rovnakými technikami, aké používajú výrobcovia čipov. Roboty tak nevznikajú skladaním drobných dielov, ale priamo ako mikročipy.
To vysvetľuje aj ich cenu. Jeden kus vyjde približne na cent, čo otvára dvere úplne inému použitiu. V medicíne sa nepočíta s jedným robotom, ale s rojom stoviek či tisícov. Každý môže plniť jednoduchú úlohu, no spolu dokážu monitorovať bunky, doručovať liečivá alebo testovať nové algoritmy rojovej robotiky.
Introducing the world’s smallest, fully programmable, autonomous robots. Created by Marc Miskin of @Penn_ESE and David Blauuw of @UMengineering, the microscopic robots can independently sense and respond to their surroundings, operate for months and cost just a penny each.… pic.twitter.com/STBnyXMqSf
— Penn Engineering (@PennEngineers) December 16, 2025
Schopnosť programovať každý robot samostatne, no zároveň ich nechať spolupracovať, robí z tohto systému ideálnu platformu na experimenty v mikrosvete.
Malý krok pre robota
Aktuálna verzia robotov ešte nepredstavuje hotové riešenie pre nemocnice či priemysel. Skôr ukazuje, že spojenie pohonu, energie a výpočtovej techniky v tejto mierke vôbec dáva zmysel. Do budúcna vedci rátajú s rýchlejším pohybom, lepšími senzormi a zložitejšími programami.
Zatiaľ však platí jedno, niečo, čo sotva vidíš voľným okom, už dnes dokáže samostatne myslieť, reagovať a vydržať mesiace v prevádzke. A to samo o sebe mení predstavu o tom, kde sa končí stroj a kde sa začína mikrosvet.
