A rendszerben mozgó minden egyes robot egy öt centiméter széles, hokikoronghoz hasonló, kör alakú korong. A robotokat egy belső lítium-ion akkumulátor táplálja, amely 30 perc folyamatos működést biztosít.A robotok kerületén nyolc fogaskerék fut végig, hogy egymásnak nyomódva megkönnyítsék a mozgást. Emellett a kerületükön körbe beágyazott, forgatható mágnesek tartják fenn a tapadást egymással. 

Mindegyik robot tartalmaz egy fényérzékelőt, amelynek tetején polarizált szűrők vannak. Ezek képesek érzékelni a polarizált fény irányát, ami megmondja az egyes robotoknak, hogy merre kell forgatniuk a fogaskerekeket. (A polarizált fény olyan fényhullám, amely egy adott irányban rezeg, nem pedig minden irányban.)

Minden robotot két paraméterre programoznak - a polarizált fény irányára, amely megmondja nekik, hogy melyik irányba mozogjanak, és a polarizált fény intenzitására, amely szabályozza, hogy milyen erővel mozogjanak, és mennyire ingadozzanak ezek az erők.

A programozás egy „ha-akkor” szabályrendszert követ: ha ebből az irányból ilyen intenzitással érkezik a fény, akkor ebbe az irányba mozogj. Mindez egy rugalmas vezérlőrendszert hoz létre, ahol a kutatók irányíthatják a kollektív viselkedést anélkül, hogy minden egyes kívánt mozgáshoz vagy alakzathoz új utasításokat kellene programozniuk.

Biorobotok

A kutatókat az embrionális fejlődés inspirálta, melynek során az egyszerűnek tűnő sejtek összehangolt mozgások és a mechanikai tulajdonságok révén szövetekké és szervekké alakulnak át.  Különösen az fogta meg a tudósokat, hogy az embriókban lévő sejtek képesek a folyékony és a szilárd állapotok közötti váltásra, hogy meggyógyítsák a sérült szöveteket. 

Az embrionális sejtek mozgása reprodukálásához a kutatók három, az embrionális fejlődés során lejátszódó biológiai folyamatot azonosítottak - a fluidizációt, a polarizációt és az adhéziót. Az embrionális szövetek a sejtekben lévő belső erők miatt képesek a folyadékszerű és a szilárd állapot között váltani. Ez lehetővé teszi számukra, hogy elmozduljanak egymás mellett, mint egy folyadék, és újrarendeződjenek és stabilizálódjanak, mint egy szilárd anyag. A polarizációs folyamat lehetővé tesz az embrionális sejtek számára egy olyan elrendeződést, amelyben az erők nem véletlenszerűen, hanem szervezett, irányított módon hatnak. Végül, az embrionális sejtek az átrendeződés során is fenntartják a szomszédos sejtekkel való kapcsolatot, ami a szervek kialakulása után szerkezeti szilárdságot biztosít. Ez a három folyamat volt a kulcs egy olyan robotkollektíva kifejlesztéséhez, amely képes átrendeződni és összetett alakzatokat kialakítani.

Forrás: Interesting Engineering

Borítókép: University of California, Santa Barbara /Brian Long/UCSB