Mikroskopijne roboty na czele wyścigu
Adaptronika to najnowocześniejsza multidyscyplinarna dziedzina koncentrująca się na rozwoju systemów mechaniczno-elektrycznych zdolnych do kontroli adaptacyjnej, czyli samoadaptacji w reakcji na zmiany warunków otoczenia. Systemy mikrorobotyczne i mikroprodukcyjne służące do montażu mikroskopijnych komponentów należą do najbardziej obiecujących zastosowań w adaptronice. Systemy adaptacyjne mają wiele złożonych elementów i funkcji. U podstaw urządzeń adaptacyjnych leżą często inteligentne (aktywne) materiały, jak te reagujące na zmianę ciśnienia zmianą wyjściowego sygnału elektrycznego (materiały piezoelektryczne). Obejmują one także czujniki określające zmiany określonych parametrów oraz siłowniki zapewniające odpowiednią reakcję. Wreszcie wymagają one technologii sterowania do koordynacji pracy wszystkich części łącznie. Systemy takie mają bardzo surowe wymagania eksploatacyjne, w tym rozdzielczość nanometryczną i czas reakcji liczony w milisekundach. Obecnie brakuje jednak szybkich, precyzyjnych i miniaturowych czujników do zastosowań mikrorobotycznych. Europejscy naukowcy podjęli się wypełnienia tej luki dzięki środkom z UE przeznaczonym na realizację projektu Micropads. Zespół projektu Micropads skoncentrował się na rozwoju centymetrowych/milimetrowych struktur aktywnych integrujących funkcje mechaniczne i czujnikowe z technologią kontroli osadzoną w tym samym materiale piezoelektrycznym. Naukowcy w pierwszej kolejności zbadali nowe materiały i techniki przetwarzania. Zidentyfikowali nową generację materiałów piezoelektrycznych (kryształy ołowiowo-magnezowego tytanianu niobano-ołowianego, PMT-PT), które w połączeniu z krzemem są najbardziej obiecujące w rozwoju wysoce wydajnych mikroukładów. Następnie konsorcjum zaprojektowało innowacyjne mikrosiłowniki i mikrochwytaki w oparciu o połączenie zasad termicznych i piezoelektrycznych (tzw. hybrydowe siłowniki termopiezoelektryczne), które zostały zgłoszone na drogę patentową. Opracowanie wbudowanych systemów pomiarowych do mikrosiłowników piezoelektrycznych umożliwiło zastosowanie układów piezoelektrycznych jako siłowniki i czujniki, integrujących funkcje pomiarowe i kontrolne na jednej płycie elektronicznej. System ułatwił uzyskanie lepszych sygnałów przy niższym koszcie oraz mniejszych wymogach przestrzennych. Wykorzystując nową technologię, konsorcjum Micropads zbudowało mobilnego mikrorobota. To zadziwiające urządzenie zajęło pierwsze miejsce podczas prestiżowej konferencji IEEE ICRA (Międzynarodowa Konferencja Robotyki i Automatyki Instytutu Inżynierów Elektryków i Elektroników) oraz ustanowiło światowy rekord w wyścigu robotów. Konsorcjum Micropads opracowało tym samym przełomową adaptronikę o praktycznie nieograniczonych zastosowaniach.
