Vědci vyvinuli první mikroskopické roboty schopné „chůze“

Ve svém oboru robotiky dosáhli vědci průlomu, když vytvořili první mikroskopické roboty, které lze ovládat pomocí jejich vestavěných polovodičových součástí. Tyto roboty jsou schopny „chodit“ pouze se standardními elektronickými signály.

Mikroskopické roboty jsou velikosti paramecia a budou sloužit jako základ pro další projekty. Některé z nich mohou zahrnovat komplexní verze s inteligencí založenou na křemíku, hromadnou výrobu těchto robotů a verze schopné pohybovat se lidskými tkáněmi a krví.

Práce byla vedena Cornellovou univerzitou, kterou vedl Itai Cohen, profesor fyziky. Dalšími členy týmu byli Paul McEuen, profesor fyzikálních věd, a Marc Miskin, asistent na Pensylvánské univerzitě.

Jejich práce byla zveřejněna 26. srpna v Nature, pod názvem „Elektronicky integrované, hromadně vyráběné, mikroskopické roboty.”

Předchozí nanoscale projekty

Nově vyvinuté mikroskopické roboty byly postaveny na základě předchozích prací Cohena a McEuenova. Některé z jejich předchozích nanoscale projektů zahrnovaly mikroskopické senzory a stroje založené na grafenu.

Nové mikroskopické roboty jsou přibližně 5 mikronů tlusté, 40 mikronů široké a mezi 40 až 70 mikrony dlouhé. Jeden mikron je jeden miliontina metru.

Každý robot má jednoduchou obvod, který se skládá z křemíkových fotovoltaických článků a čtyř elektrochemických aktuatorů. Křemíkové fotovoltaické články slouží jako trup a mozek, zatímco elektrochemické aktuatorů slouží jako nohy.

Ovládání mikroskopických robotů

Abyste mohli ovládat roboty, výzkumníci používají laserové pulsy na různé fotovoltaické články, z nichž každý tvoří samostatný soubor nohou. Roboti jsou schopni chodit, když se laser přepíná mezi předními a zadními fotovoltaickými články.

Roboty fungují pouze při nízkém napětí 200 milivoltů a spotřebovávají pouze 10 nanowattů energie. Materiál je silný pro tak malé objekty a lze je vyrábět paralelně, protože jsou konstruovány pomocí standardních litografických procesů. Na jednom čtyřpalcovém křemíkovém waferu lze umístit kolem 1 milionu robotů.

Tým nyní zkoumá, jak lze roboty učinit výkonnějšími pomocí elektroniky a výpočetní techniky.

Je možné, že budoucí verze mikrorobotů budou schopny fungovat ve smečkách a dokončovat úkoly, jako je restrukturalizace materiálů, sešívání krevních cév nebo budou odeslány do lidského mozku.

“Ovládání malého robota je možná nejbližší, co můžete udělat, abyste se zmenšili. Myslím, že stroje jako tyto nás dostanou do všech druhů úžasných světů, které jsou příliš malé na to, aby je bylo vidět,” řekl Miskin.

“Tento vědecký průlom poskytuje vzrušující vědeckou příležitost pro zkoumání nových otázek relevantních pro fyziku aktivní hmoty a může nakonec vést k futuristickým robotickým materiálům,” řekl Sam Stanton.

Stanton je programový manažer pro Armádní výzkumné úřady, které podporovaly výzkum mikroskopických robotů.

Video Itai Cohena, ve kterém vysvětluje technologii, lze nalézt zde.