Američtí vědci vyvinuli mikroskopické roboty menší než zrnko soli, kteří dokážou vnímat okolí, provádět výpočty a samostatně se pohybovat. Díky inovativním technologiím a solárnímu pohonu představují zásadní krok směrem k autonomní mikroskopické robotice – a v budoucnu i k využití v medicíně.
Tým amerických vědců vyvinul sérii autonomních mikrobotů o velikosti menší než jeden milimetr. Za pomoci technologie komplementárních polovodičových obvodů (CMOS) se výzkumníkům podařilo integrovat do konstrukce miniaturních strojů nejen řídící procesor, ale i sadu senzorů a fotovoltaických článků. Díky tomu mohou roboti reagovat na změny v prostředí, provádět výpočty a jednat zcela autonomně ve zkumavce během laboratorních testů.
Menší než zrnko soli
Podle práce publikované v časopise Science Robotics bylo cílem tohoto výzkumu vytvořit mikroboty o rozměrech srovnatelných s některými typy buněk (např. rostlinnými). Takové stroje již sice existují, zpravidla však nedisponují integrovanými systémy pro výpočet, vnímání, paměť, lokomoční chování a komunikaci, což je považováno za jednu z největších výzev současné 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
Mikroboti sestrojení týmy z prestižních amerických univerzit jsou menší než zrnko soli, a přesto dokážou měnit své chování podle okolních podmínek. Až dosud bylo podobné stroje nutné řídit prostřednictvím externích systémů, případně byl jejich pohyb omezen na sérii předem nastavených vzorců bez reálné interakce s okolním prostředím. Stroje tak v praxi dokázaly reagovat například na měnící se teploty, přičemž jejich trajektorie se měnila v závislosti na výpočtech vyhodnocených integrovaným mikroprocesorem.
Potenciál pro masovou výrobu
Použití technologie CMOS je rovněž klíčové, jelikož je díky ní možné vyrábět tisíce podobných mikroskopických robotů současně, což výrazně snižuje celkové náklady na výrobu podobných zařízení. Autoři studie uvádějí, že takto vyrobené roboty mohou stát v přepočtu méně než 20 haléřů na kus, pokud se podaří zajistit velkokapacitní sériovou výrobu.
Miniaturní robot je menší než zrnko soli. Jeho tělo je však tvoří komplexní struktura, která stroji dává schopnost rozhodovat se. Foto: Se souhlasem autorů studie
O pohon mikrobotů se starají miniaturní solární články přeměňující světlo na elektrickou energii potřebnou jak pro výpočty, tak pro pohyb. Stroje tak nepotřebují žádné externí napájení či připojení. Veškeré součástky pak obaluje tenká vrstva skla, která chrání jednotlivé komponenty před poškozením při pohybu v kapalině.
Cílem je samostatná a koordinovaná práce
Dalším cílem je podle autorů práce vyvinout taková zařízení, která budou schopna rychlejšího pohybu či budou vybavena novými typy senzorů. Zajímavé bude rovněž prozkoumat potenciál vzájemné spolupráce jednotlivých robotů mezi sebou. Podobná zdokonalení by mohla vést k rozšíření jejich využití v praxi, zejména při řešení komplexních úkolů.
Současná robotika se snaží přecházet z mikrosvěta do nanosvěta. Stále však naráží na řadu omezení. Foto: Freepik
Pokud se podaří na výzkum navázat, mohli by mikroboti najít uplatnění například v rámci cíleného doručování léčiv do místa účinku, či jako mikroskopické diagnostické nebo chirurgické nástroje. V tomto směru však bude nutné ještě překonat některé technické výzvy, jakými jsou například pohyb v tělních tekutinách lidského organismu a zajištění biokompatibility materiálů.
Vývoj těchto zařízení představuje jeden z nejdůležitějších milníků ve světě robotiky, a posouvá naše současné vědění o krok blíže strojům, které nejsou pouze řízeny zvenčí, ale mají plnou autonomii, tedy schopnost vnímat, zpracovávat a jednat – to vše v reálném čase.
