Nano boyutlardaki robotları kullanarak ortamın görüntüsünü oluşturulabilir mi?

Abi şimdi teorik olarak düşününce kulağa harika geliyor da, iş pratiğe, laboratuvara, o lehim masasına dökülünce öyle olmuyor işte. Bukalemun derisi gibi ortamı kopyalayacak bir yüzeyi nano veya mikro robotlarla yapmak demek, milyarlarca minicik cihazın birbiriyle hatasız haberleşmesi, enerji bulması ve doğru renkte ışık yansıtması veya üretmesi demek.

Bak, ben bazen masada iki tane mikrodenetleyiciyi (bırak nanoyu, koca koca kartları) I2C veriyoluyla birbiriyle konuşturana kadar göbeğim çatlıyor, kablo karmaşasından kısa devre yaptırıp saç baş yoluyorum; sen milyarlarca mikroskobik robottan bahsediyorsun. İşin elektromanyetik ve donanım tarafındaki asıl dertler şunlar:

• Enerji Derdi: Bu zımbırtılar gücü nereden alacak? İçine pil koyamazsın. Ortamdan elektromanyetik dalga (RF) veya ısı hasat etmeleri (energy harvesting) lazım. O da anca devede kulak bir enerji sağlar, görüntü oluşturacak kadar güçlü ışık yaymaya yetmez.
• Haberleşme ve Kontrol: Hangi robotun hangi rengi alacağını kim, nasıl söyleyecek? Merkezi bir işlemci hepsine tek tek veri mi yollayacak (ki hiçbir bant genişliği buna yetmez), yoksa kendi aralarında karınca sürüsü (swarm intelligence) gibi mi anlaşacaklar? Üstelik nano boyutta anten demek çok yüksek frekanslar demek, o da sinyalin havada hemen sönümlenip kaybolması anlamına geliyor.
• Fiziksel Boyutlar ve Işık: Nano boyut dediğimiz şey kabaca 1 ila 100 nanometre arasıdır. Görünür ışığın dalga boyu ise 400 ile 700 nanometre arasında değişir. Yani tek bir nano robot, fizik kuralları gereği senin hayal ettiğin gibi tek başına bir renk pikseli gibi davranamaz. Bunun için mikro-robot (mikrometre) boyutlarına çıkmak, yani literatürdeki adıyla smart dust (akıllı toz) ya da claytronics (kiltronik) dediğimiz konseptlere kaymak lazım.

Şu an bazı araştırma laboratuvarlarında e-mürekkep (e-ink) teknolojisini veya dışarıdan voltaj uygulandığında optik özellikleri değişen malzemeleri kullanarak esnek, bukalemun benzeri kaplamalar geliştiriliyor. Hatta MIT'de renk değiştiren mürekkeplerle nesneleri kaplayıp dışarıdan ışıkla programlıyorlar. Ama bunlar bağımsız uçuşan veya hareket eden nano-robot sürüleri değil; daha çok özel üretilmiş bütünleşik, esnek elektronik devreler veya akıllı malzemeler (smart materials).

Özetle, o bilimkurgu filmlerindeki gibi minik robotların birleşip anında şekil ve renk değiştirmesi için aşmamız gereken devasa fiziksel, elektromanyetik ve "abi bu devre niye durduk yere bu kadar ısınıyor" sorunlarımız var. Şimdilik bukalemunların doğadaki o muazzam mühendisliğine saygı duyup, elimizdeki esnek OLED'ler ve e-mürekkep ekranlarla idare edeceğiz.