Elektroniese "breine" stel slim mikrorobotte in staat om te loop

’n Span navorsers aan die Cornell Universiteit het elektroniese “breine” op sonkrag-aangedrewe robotte geïnstalleer wat slegs 100 tot 250 mikrometer groot is, wat hulle in staat stel om outonoom te loop sonder om ekstern beheer te word. 

Die nuwe navorsingsartikel getiteld "Mikroskopiese robotte met digitale beheer aan boord, "Is gepubliseer in Wetenskap Robotika. 

Groepe navorsers het reeds mikroskopiese masjiene ontwikkel wat die vermoë het om te kruip, swem, hulself opvou, en meer. Drade is egter altyd gebruik om beweging op te wek en elektriese stroom te verskaf, of laserbone moes op spesifieke plekke van die robotte gefokus word. 

Itai Cohen is 'n professor in fisika. 

"Voorheen moes ons hierdie 'stringe' letterlik manipuleer om enige soort reaksie van die robot te kry," sê prof. Cohen. “Maar nou het ons hierdie breine aan boord, dit is soos om die toutjies van die marionet af te haal. Dis soos wanneer Pinocchio sy bewussyn kry.” 

Die nuwe ontwikkelings kan help om 'n nuwe generasie mikroskopiese toestelle in te lei wat dinge kan doen soos bakterieë opspoor, chemikalieë identifiseer, besoedelstowwe bestry, en nog baie meer. 

Die span het navorsers van die laboratoriums van Cohen, Alyosha Maoinar, medeprofessor van elektriese en rekenaaringenieurswese, ingesluit; en Paul McEuen, 'n professor in fisiese wetenskap. Die hoofskrywer van die referaat is nadoktorale navorser Michael Reynolds. 

Wat is die elektroniese "breine" 

Die elektroniese "brein" waarvan die span praat, is 'n komplementêre metaal-oksied-halfgeleier (CMOS) klokkring wat bestaan ​​uit 'n duisend transistors en 'n reeks diodes, resistors en kapasitors. Met die geïntegreerde CMOS-kring kan 'n sein gegenereer word om 'n reeks faseverskuifde vierkantgolffrekwensies te produseer wat die gang van die robot bepaal. Die robot se bene is platinum-gebaseerde aktuators, en beide die stroombaan en bene word deur fotovoltaïese aangedryf. 

"Uiteindelik sal die vermoë om 'n opdrag te kommunikeer ons toelaat om die robot instruksies te gee, en die interne brein sal uitvind hoe om dit uit te voer," het Cohen gesê. “Dan voer ons 'n gesprek met die robot. Die robot sal dalk vir ons iets oor sy omgewing vertel, en dan sal ons dalk reageer deur vir hom te sê: 'OK, gaan soontoe en probeer uitvind wat aan die gebeur is.' 

Makroskaalrobotte wat CMOS-elektronika aan boord het, is ongeveer 10,000 10 keer groter as hierdie nuutontwikkelde robot, wat ook teen spoed vinniger as XNUMX mikrometer per sekonde kan loop. 

Die innoverende vervaardigingsproses wat deur die span ontwikkel is, het gelei tot 'n platform wat ander navorsers kan help om mikroskopiese robotte met hul eie toepassings uit te voer, wat chemiese detektors of fotovoltaïese "oë" kan insluit wat robotte help navigeer deur ligveranderinge te bespeur. 

"Wat dit jou laat voorstel, is werklik komplekse, hoogs funksionele mikroskopiese robotte wat 'n hoë mate van programmeerbaarheid het, geïntegreer met nie net aktuators nie, maar ook sensors," het Reynolds gesê. "Ons is opgewonde oor die toepassings in medisyne - iets wat in weefsel kan rondbeweeg en goeie selle kan identifiseer en slegte selle kan doodmaak - en in omgewingsremediëring, die lewe as jy 'n robot gehad het wat geweet het hoe om besoedelstowwe af te breek of 'n gevaarlike chemikalie aan te voel. en raak daarvan ontslae.”