باحثون يطورون أول روبوتات دقيقة قادرة على “المشي”

في ما يُعد إنجازاً في مجال الروبوتات، طور الباحثون أول روبوتات دقيقة يمكن التحكم فيها من خلال المكونات الشبه موصلة المدمجة فيها. تستطيع الروبوتات “المشي” باستخدام الإشارات الإلكترونية فقط.

تصل حجم الروبوتات الدقيقة إلى حجم باراميسيوم، وستعمل كأساس لمشاريع أخرى. قد تشمل بعض هذه المشاريع إصدارات معقدة مع ذكاء شبه موصل، وإنتاج هذه الروبوتات على نطاق واسع، وإصدارات قادرة على التنقل خلال الأنسجة والدم.

كان العمل تعاوناً بقيادة جامعة كورنيل، وشمل إيتاي كوهين، أستاذ الفيزياء. وشمل فريق العمل أيضا بول مكيون، أستاذ العلوم الفيزيائية جون أ. نيومان، ومارك ميسكين، أستاذ مساعد في جامعة بنسيلفانيا.

نشرت أعمالهم في 26 أغسطس في نيتشر، تحت عنوان “الروبوتات الدقيقة المتكاملة إلكترونياً، المصنعة على نطاق واسع، ”

مشاريع نانوية سابقة

تم بناء الروبوتات الدقيقة الجديدة على أعمال سابقة قام بها كوهين ومكيون. وشملت بعض مشاريعهم النانوية السابقة حساسات دقيقة وآلات أوريجامي مبنية على الغرافين.

تصل سماكة الروبوتات الدقيقة الجديدة إلى 5 ميكرون، وعرضها 40 ميكرون، وطولها بين 40 و 70 ميكرون. يكون الميكرون واحد هو جزء من المليون من المتر.

يتكون كل روبوت من دارة بسيطة مصنوعة من فوتوفولتية سيليكونية و四 محركات كهروكيميائية. تعمل الفوتوفولتية السيليكونية كجسم ودماغ، بينما تعمل المحركات الكهروكيميائية كأرجل.

التحكم في الروبوتات الدقيقة

لتحكم الروبوتات، يرسل الباحثون نبضات ليزر إلى الفوتوفولتية المختلفة، حيث يتكون كل منها من مجموعة منفصلة من الأرجل. تستطيع الروبوتات “المشي” عند تبديل الليزر بين الفوتوفولتية الأمامية والخلفية.

تعمل الروبوتات عند جهد منخفض يصل إلى 200 ميللي فولت، وتنفذ باستخدام 10 نانوات من الطاقة. يكون المادة قوية لobjet صغير، ويمكن تصنيعها بالتوازي لأنها مصنوعة من عمليات الليثوغرافيا القياسية. على شريحة سيليكون واحدة بطول 4 إنش، يمكن أن يكون هناك ما يقرب من مليون روبوت.

يتطلع الفريق الآن إلى كيفية جعل الروبوتات أكثر قوة من خلال الإلكترونيات والحوسبة على متن الطائرة.

من الممكن أن تتصرف إصدارات مستقبلية من الروبوتات الدقيقة في مجموعات وتنفذ مهام مثل إعادة هيكلة المواد، أو خياطة الأوعية الدموية، أو إرسالها إلى الدماغ البشري.

“التحكم في روبوت صغير قد يكون أقرب ما يمكننا الوصول إليه من تصغير أنفسنا. أعتقد أن آلات مثل هذه ستأخذنا إلى عوالم رائعة صغيرة جدًا بحيث لا نستطيع رؤيتها،” قال ميسكين.

“توفّر هذه الإنجاز العلمي فرصة مثيرة لتحقيق فرص علمية جديدة تتعلق بفيزياء المادة الفعالة، وربما تؤدي في النهاية إلى مواد روبوتية مستقبلية،” قال سام ستانتون.

ستانتون هو مدير برنامج لمكتب أبحاث الجيش، الذي دعم أبحاث الروبوتات الدقيقة.

يمكن العثور على فيديو ليتاي كوهين يشرح التكنولوجيا هنا.