Je velký jako zrnko písku. Okřídlený mikročip, který sestrojili výzkumníci a konstruktéři Northwestern University v americkém státě Illinois, představuje unikátní aparát – je to nejmenší létající (přesněji plachtící) přístroj.

Při jeho konstrukci se Američané inspirovali neživou přírodou. Mikročip, který popisují na webu Nature, tvarem i způsobem letu napodobuje okřídlená semena rostlin.

Inspirován matkou přírodou. | zdroj: Profimedia

A k čemu je taková věc dobrá? Může sledovat znečištění ovzduší, anebo choroby přenášené vzduchem, tedy i koronaviry.

Evoluce inspirací

„Evoluce byla hnací silou důmyslných aerodynamických vlastností mnoha semen, která jsou ‚navržena‘ tak, aby padala pomalu a kontrolovaně, aby je mohly unášet větrné proudy,“ píše v tiskové zprávě vedoucí týmu, který přístroj vymyslel a sestrojil, John Rogers.

Obdobně jako okřídlená semena javoru či jiného stromu bude miniaturní dron spoléhat na vítr. A také na vlastní tvar, který mu umožní vítr využít.

Výzkumníci zkoumali různé typy přírodních tvarů polétavých semen stromů a rostlin. Ukázalo se, že rotující semena schopná kontrolovaného pádu jsou nejlepším řešením. Nejlépe se osvědčila semena liány Tristellateia australis, která jsou k vidění kromě Austrálie i v pralesích jihovýchodní Asie.

Její semena zpomalují let rotací kolem své osy, obdobně jako semena javoru. To jim umožňuje déle využívat vzdušných proudů a doletět do větší vzdálenosti od mateřské rostliny. Jako nemotorizované vírníky dříve či později spadnou na zem, ale stoupavé proudy je mohou zvednout a vítr odnést do dálky.

John Rogers tvrdí, že jeho tým dokonce předčil přírodu, nalezl tvar, který umožňuje lepší let než tvar okřídlených semen. „Myslím, že jsme porazili přírodu,“ řekl. „Aspoň v tom, že jsme byli schopni postavit struktury, které padají po stabilnější trajektorii a s pomalejší rychlostí než srovnatelná semena.“

Data bude sbírat celý roj

Otázkou je, kolik elektroniky se na přístroj vejde. Nejmenší půlmilimetrové drony jsou omezeny užitným nákladem. Prozatím skutečně „užitečný“ dron s řádnou výbavou má průměr pět centimetrů. Je osazen jen vysílací anténou a UV senzory. Konstruktéři však pracují na jeho miniaturizaci.

Zmíněná výbava ‚elektronického semínka‘ odpovídá jeho využití – monitorování prostředí.

Výzkumníci mají za to, že roj okřídlených mikročipů může v místech průmyslového znečištění nebo i v centrech měst poskytnout spoustu dat. Třeba o znečišťujících látkách nebo koronavirech.

Namísto jednoho nebo dvou senzorů u běžných dronů roj mikrodronů může získat data ze stovek či tisíců bodů současně.

Výzkumníci se zaměřili na rotující design, který prozatím dovoluje jen kontrolovaný pád – s vlastním zdrojem pro pohon by ovšem mohly budoucí verze mikrodronů kontrolovaně nabírat výšku.

„Přemýšleli jsme, jak dosáhnout aktivního letu. Mikročipy by potom nepadaly jako semínka, ale mohly by odletět pryč jako mouchy. To je zajímavá vize,“ upozornil Rogers.

Jeho tým při konstrukci klade důraz na ekologii a počítá s biologicky odbouratelnými materiály – především polymery, které působením vlhkosti degradují.