07/10/2023 – Mikroroboty, będące urządzeniami o rozmiarach szacowanych w mikrometrach, nieustannie zmieniają oblicze przemysłu. Te niezwykłe urządzenia, zdolne do poruszania się w reakcji na bodźce zewnętrzne, takie jak światło, ciepło lub pola magnetyczne, otwierają nowe horyzonty dla automatyzacji i wydajności. Analiza danych pokazuje, że w ciągu ostatniego roku nastąpił znaczący wzrost adopcji automatyzacji, sięgający 8%. Co więcej, sektor mikrorobotyki odnotował 7% wzrost w porównaniu do poprzedniego kwartału, świadcząc o dynamicznym rozwoju tej technologii.
Przemysł przywiązuje coraz większą wagę do wdrażania rozwiązań mikrorobotycznych, przy czym 9 na 10 firm w badanej branży już zintegrowało je z własną działalnością. Taka transformacja przynosi wymierne korzyści, takie jak 6% wzrost wydajności w procesach automatyzacji oraz 5% spadek kosztów operacyjnych. Dodatkowo, zastosowanie tych zaawansowanych technologii prowadziło do 3% zwiększenia produkcji, co potwierdziło kluczową rolę mikrorobotyki w poprawie produktywności.
Technologie wspierające
Rozwój mikrorobotyki opiera się na zaawansowanych technologiach, takich jak nanoroboty, miniaturyzacja i mikroczujniki. Te innowacyjne rozwiązania umożliwiają tworzenie coraz mniejszych i bardziej precyzyjnych urządzeń, które znajdują zastosowanie w różnych dziedzinach – od przemysłu po medycynę.
Centra Doskonałości Naukowej i Technologicznej Uniwersytetu Zielonogórskiego prowadzą badania nad systemami elektroenergetycznymi i zrobotyzowanymi układami automatyki, co przyczynia się do rozwoju mikrorobotyki w Polsce. Przemysłowa robotyka oferuje innowacje jak coboty, które poprawiają efektywność procesów produkcyjnych i zwiększają standard bezpieczeństwa.
Robotyka medyczna wprowadza nowe technologie, na przykład robot chirurgiczny Da Vinci, zwiększający precyzję operacji laparoskopowych. Z kolei mikrorobotyka w medycynie to rewolucyjne rozwiązania, takie jak mikroroboty dostarczające leki w miejsce zapotrzebowania, poprawiające skuteczność terapii. Mikroboci mogą również służyć do usuwania zatorów w jajowodach, stanowiących jedną z głównych przyczyn niepłodności u kobiet.
Nowe technologie w mikrorobotyce, takie jak roboty mobilne i autonomiczne w transporcie i logistyce, rewolucjonizują branżę, umożliwiając nowe modele biznesowe i zwiększając efektywność pracy. Mikroroboty zaprojektowane przez naukowców z MIT działają bez baterii i uruchamiają się dzięki światłu, a ich azobenzenowa budowa pozwala na owijanie się wokół komórek, co otwiera nowe możliwości badań w dziedzinie neurologii.
Zastosowania w przemyśle i medycynie
Mikrorobotyka znajduje szerokie zastosowanie w przemyśle i medycynie. W przemyśle, mikroroboty umożliwiają precyzyjną kontrolę procesów produkcyjnych i zwiększają efektywność. Wzrost liczby publikacji z zakresu robotyki obserwowany jest wykładniczo, a coraz więcej nowych firm zajmuje się produkcją robotów, nie tylko przemysłowych. Duże fundusze, zarówno publiczne, jak i prywatne, są inwestowane w rozwój robotyki.
W medycynie, chirurgia robotyczna pozwala na przeprowadzanie mniej inwazyjnych zabiegów. Zastosowanie mikrorobotów w operacjach chirurgicznych stało się nieodzowne, dając lepszy komfort pacjentom. W Polsce robotyka podczas operacji kardiochirurgicznych oraz w onkologii trzustki i raka trzustki oferuje mniejszą inwazyjność, co przekłada się na lepsze efekty terapeutyczne.
Robotyka przemysłowa rozwija się w kierunku coraz bardziej zaawansowanych i autonomicznych systemów. Mikroroboty znajdują również zastosowanie w badaniach kosmicznych, umożliwiając eksplorację trudno dostępnych miejsc. Uniwersytet Zielonogórski prowadzi badania nad zrównoważoną współpracą ludzi i maszyn w ekoinnowacyjnej produkcji oraz autonomicznym monitoringiem przestrzeni kosmicznej.
Etyka i regulacje
Wraz z rozwojem mikrorobotyki, pojawiają się ważne kwestie etyczne i regulacyjne, które wymagają szczegółowego uregulowania. Kontrola nad rojem mikrorobotów oraz wykorzystanie tych zaawansowanych technologii w różnych dziedzinach, takich jak logistyka, stają się obszarami wymagającymi szczególnej uwagi.
Zagadnienia etyczne w mikrorobotyce obejmują między innymi kwestie bezpieczeństwa, ochrony prywatności oraz potencjalnego wpływu na rynek pracy. Kluczowe jest wypracowanie odpowiednich standardów, które zapewnią, że mikroroboty będą wykorzystywane w sposób zgodny z etyką i interesem społecznym.
Naukowcy z Uniwersytetu Zielonogórskiego, w ramach projektu Centra Doskonałości, prowadzą badania nad zastosowaniami mikrorobotyki. Ich wysiłki mogą przyczynić się do wypracowania kompleksowych regulacji prawnych i etycznych, które będą stanowić solidne podstawy dla rozwoju tego dynamicznie rozwijającego się sektora.
Jednym z kluczowych wyzwań jest zapewnienie odpowiedniej równowagi między postępem technologicznym a ochroną praw i interesów obywateli. Właściwe zrównoważenie korzyści płynących z wykorzystania mikrorobotów z ich potencjalnymi zagrożeniami będzie kluczowe dla zbudowania zaufania społecznego do tych innowacyjnych rozwiązań.
Wyzwania technologiczne
Mikrorobotyka stoi przed licznymi wyzwaniami technologicznymi. Jednym z nich jest zwiększenie autonomii mikrorobotów, dzięki czemu będą mogły działać samodzielnie i wykonywać coraz bardziej złożone zadania. Ważne jest również poprawa efektywności energetycznej, aby mikroroboty mogły działać przez dłuższy czas bez potrzeby ładowania. Rozwój zaawansowanych systemów sterowania to kolejne wyzwanie, które pozwoli na precyzyjne kontrolowanie ruchów i funkcji mikrorobotów.
W przypadku zastosowań medycznych, kluczowym wyzwaniem jest opracowanie biokompatybilnych materiałów i bezpiecznych metod poruszania się mikrorobotów w organizmie. Dzięki temu będzie możliwe wykorzystanie ich jako mikroskopijnych „lekarzy”, oczyszczających naczynia krwionośne lub dostarczających leki w dokładnie określone miejsce.
Automatyzacja i robotyzacja procesów produkcyjnych z wykorzystaniem mikrorobotów wymaga ciągłego doskonalenia algorytmów i systemów sztucznej inteligencji. Centrum zrównoważonej współpracy ludzi i maszyn w ekoinnowacyjnej produkcji na Uniwersytecie Zielonogórskim pracuje nad rozwiązaniami w zakresie Industry 4.0, co przyczynia się do pokonywania tych wyzwań.
