Էլեկտրոնային «ուղեղները» թույլ են տալիս խելացի միկրոռոբոտներին քայլել

Կոռնելի համալսարանի հետազոտողների խումբը էլեկտրոնային «ուղեղներ» է տեղադրել արևային էներգիայով աշխատող ռոբոտների վրա, որոնց չափերը կազմում են ընդամենը 100-250 միկրոմետր, ինչը նրանց հնարավորություն է տալիս ինքնուրույն քայլել՝ առանց արտաքին հսկողության: 

Նոր հետազոտական ​​փաստաթուղթը վերնագրված է «Մանրադիտակային ռոբոտներ՝ ներկառուցված թվային կառավարմամբ, Որը հրապարակվել է Գիտական ​​ռոբոտաշինություն. 

Հետազոտողների խմբերն արդեն մշակել են միկրոսկոպիկ մեքենաներ, որոնք օժտված են սողալու, լողալու, ծալվելու և այլնի ունակությամբ: Այնուամենայնիվ, լարերը միշտ օգտագործվում էին շարժում առաջացնելու և էլեկտրական հոսանք ապահովելու համար, կամ լազերային լոբիները պետք է կենտրոնացվեին ռոբոտների որոշակի վայրերի վրա: 

Իտայ Քոհենը ֆիզիկայի պրոֆեսոր է։ 

«Նախկինում մենք բառացիորեն պետք է շահարկեինք այս «լարերը»՝ ռոբոտից ցանկացած արձագանք ստանալու համար», - ասում է պրոֆ. Քոհենը: «Բայց հիմա մենք ունենք այս ուղեղները, դա նման է թելերը մարիոնետից հանելուն: Դա նման է այն ժամանակ, երբ Պինոկիոն ուշքի է գալիս»։ 

Նոր զարգացումները կարող են օգնել նոր սերնդի միկրոսկոպիկ սարքերի ստեղծմանը, որոնք կարող են անել այնպիսի բաներ, ինչպիսիք են բակտերիաներին հետևելը, քիմիական նյութերը հայտնաբերելը, աղտոտիչների դեմ պայքարելը և շատ ավելին: 

Թիմը ներառում էր հետազոտողներ Քոհենի լաբորատորիաներից, Ալյոշա Մաոյնարը, էլեկտրատեխնիկայի և համակարգչային ճարտարագիտության դոցենտ; և Փոլ ՄակԷուենը՝ ֆիզիկական գիտությունների պրոֆեսոր։ Աշխատանքի գլխավոր հեղինակը հետդոկտորանտ Մայքլ Ռեյնոլդսն է: 

Ի՞նչ է էլեկտրոնային «ուղեղը» 

Էլեկտրոնային «ուղեղը», որի մասին խոսում է թիմը, լրացնող մետաղ-օքսիդ-կիսահաղորդչային (CMOS) ժամացույցի սխեման է, որը բաղկացած է հազար տրանզիստորներից և դիոդների, ռեզիստորների և կոնդենսատորների զանգվածից: Ինտեգրված CMOS սխեմայի միջոցով ազդանշան կարող է ստեղծվել՝ արտադրելու մի շարք փուլային տեղաշարժ քառակուսի ալիքների հաճախականություններ, որոնք սահմանում են ռոբոտի քայլվածքը: Ռոբոտի ոտքերը պլատինի վրա հիմնված շարժիչներ են, և թե՛ շղթան, թե՛ ոտքերը սնուցվում են ֆոտոգալվանային սարքերով: 

«Ի վերջո, հրամաններ հաղորդելու կարողությունը մեզ թույլ կտա հրահանգներ տալ ռոբոտին, իսկ ներքին ուղեղը կհասկանա, թե ինչպես դրանք իրականացնել», - ասել է Քոհենը: «Այնուհետև մենք զրուցում ենք ռոբոտի հետ: Ռոբոտը կարող է մեզ ինչ-որ բան պատմել իր միջավայրի մասին, իսկ հետո մենք կարող ենք արձագանքել՝ ասելով. «Լավ, գնա այնտեղ և փորձիր պարզել, թե ինչ է կատարվում»: 

Մակրոմաշտաբով ռոբոտները, որոնք ունեն CMOS էլեկտրոնիկա, մոտ 10,000 անգամ ավելի մեծ են, քան այս նոր մշակված ռոբոտը, որը կարող է նաև քայլել վայրկյանում 10 միկրոմետրից ավելի արագությամբ: 

Թիմի կողմից մշակված նորարարական արտադրության գործընթացը հանգեցրել է մի հարթակի, որը կարող է օգնել այլ հետազոտողներին սարքավորել մանրադիտակային ռոբոտներին իրենց սեփական հավելվածներով, որոնք կարող են ներառել քիմիական դետեկտորներ կամ ֆոտոգալվանային «աչքեր», որոնք օգնում են ռոբոտներին նավարկվել՝ զգալով լույսի փոփոխությունները: 

«Այն, ինչ սա թույլ է տալիս պատկերացնել, իսկապես բարդ, բարձր ֆունկցիոնալ միկրոսկոպիկ ռոբոտներ են, որոնք ունեն ծրագրավորելիության բարձր աստիճան՝ ինտեգրված ոչ միայն շարժիչների, այլև սենսորների հետ», - ասաց Ռեյնոլդսը: «Մենք ոգևորված ենք բժշկության մեջ կիրառելով, մի բան, որը կարող է շարժվել հյուսվածքներում և բացահայտել լավ բջիջները և սպանել վատ բջիջները, և շրջակա միջավայրի վերականգնմանը, կյանքին, եթե ունենայիք ռոբոտ, որը գիտեր, թե ինչպես կոտրել աղտոտիչները կամ զգալ վտանգավոր քիմիական նյութը: և ազատվեք դրանից»։