Вчені створили найменших у світі автономних роботів (ФОТО)
Дослідники з Університету Пенсильванії та Мічиганського університету розробили найменших у світі повністю автономних і програмованих роботів — настільки малих, що вони можуть працювати на масштабі біологічних клітин.
Про це повідомляє TechSpot.
Кожен робот розміром приблизно 200 × 300 × 50 мікрометрів — менший за піщинку — і коштує близько одного цента у виробництві. Попри свої мікроскопічні габарити, ці пристрої здатні рухатися, сприймати сигнали, обчислювати та реагувати на довкілля без будь-якого кабельного підключення, магнітного поля чи зовнішнього контролера.
Доцент кафедри електротехніки та системної інженерії Марк Міскін у коментарі Science Alert зазначив, що ці автономні роботи у 10 000 разів менші за сучасні мікроботи.
«Це відкриває абсолютно новий масштаб для програмованої робототехніки», — сказав Міскін.
Дослідники, які нещодавно опублікували свої результати в журналах Science Robotics та Proceedings of the National Academy of Sciences, бачать потенційні застосування цих розробок у найрізноманітніших сферах — від моніторингу стану окремих клітин до допомоги у створенні мікромасштабних машин. Оскільки роботи функціонують у тому самому розмірному діапазоні, що й багато мікроорганізмів, у майбутньому вони можуть пересуватися тканинами організму або працювати на мікроскопічних виробничих лініях, недоступних для традиційної робототехніки.
Команда розробила нову систему руху, яка не потребує жодних рухомих деталей. Замість мікроскопічних шестерень чи «весел» кожен робот керує іонами в навколишній рідині за допомогою наведених електричних полів. Ці іони, своєю чергою, штовхають молекули води, фактично приводячи робота в рух у рідкому середовищі.
«Це ніби робот перебуває в річці з течією, — пояснює Міскін, — але водночас саме він і змушує цю річку рухатися».
Завдяки налаштуванню створюваного електричного поля роботи можуть рухатися складними траєкторіями та координувати свої дії, мов косяк риб, досягаючи швидкості приблизно в одну довжину власного тіла за секунду. Оскільки в конструкції немає рухомих компонентів, вона залишається механічно надійною: за словами Міскіна, дослідники можуть багаторазово переносити роботів між зразками без пошкоджень.
Кожен робот оснащений повноцінним бортовим комп'ютером, сенсорами, пам'яттю та системою живлення. Енергію забезпечують мініатюрні сонячні елементи, які генерують близько 75 нановатів, чого достатньо для автономної роботи протягом місяців. Наднизьке енергоспоживання досягнуто завдяки спеціально спроєктованим схемам, що працюють на мінімальних напругах.
Дослідники можуть живити й програмувати кожного робота окремо за допомогою спеціальних світлових імпульсів. Така архітектура дає змогу призначати різним роботам у рої унікальні інструкції, завдяки чому кожен з них може виконувати власну роль у межах скоординованого завдання.
Поєднання механічної простоти, ефективної електроніки та масштабованого виробництва робить цю платформу перспективною для різних галузей, де потрібен розподілений мікроскопічний «інтелект».
