Cercetătorii dezvoltă primii roboți microscopici capabili de “mers”

Într-o descoperire revoluționară în domeniul roboticii, cercetătorii au creat primii roboți microscopici care pot fi controlați prin componentele lor semiconductor integrate. Roboții pot “merge” folosind doar semnale electronice standard.

Roboții microscopici au dimensiunea unui parameciu și vor servi ca bază pentru proiecte viitoare. Unele dintre acestea ar putea include versiuni complexe cu inteligență bazată pe siliciu, producția în masă a unor astfel de roboți și versiuni capabile să se deplaseze prin țesuturi și sânge uman.

Lucrarea a fost o colaborare condusă de Universitatea Cornell, care a inclus pe Itai Cohen, profesor de fizică. Alți membri ai echipei au inclus pe Paul McEuen, profesor de științe fizice, și pe Marc Miskin, asistent universitar la Universitatea din Pennsylvania.

Lucrarea lor a fost publicată pe 26 august în Nature, cu titlul „Roboți microscopici integrați electronic, fabricați în masă.”

Proiecte nanoscale anterioare

Noii roboți microscopici au fost dezvoltați pe baza lucrărilor anterioare efectuate de Cohen și McEuen. Unele dintre proiectele lor anterioare au implicat senzori microscopici și mașini origami bazate pe grafen.

Noii roboți microscopici au o grosime de aproximativ 5 microni, o lățime de 40 de microni și o lungime cuprinsă între 40 și 70 de microni. Un micron este o milionime de metru.

Fiecare robot are un circuit simplu fabricat din fotovoltaice de siliciu și patru actuatoare electrochimice. Fotovoltaicele de siliciu servesc ca trunchi și creier, în timp ce actuatoarele electrochimice servesc ca picioare.

Controlul roboților microscopici

Pentru a controla roboții, cercetătorii folosesc pulsuri laser pentru a activa fotovoltaicele, fiecare dintre ele reprezentând un set separat de picioare. Roboții pot “merge” atunci când laserul este comutat între fotovoltaicele din față și spate.

Roboții funcționează la o tensiune scăzută de 200 de milivolți și necesită doar 10 nanowați de putere. Materialul este puternic pentru un obiect atât de mic și poate fi fabricat în paralel, utilizând procese litografice standard. Pe o placă de siliciu de patru inch, pot fi fabricați aproximativ 1 milion de roboți.

Echipa cercetează acum modalități de a face roboții mai puternici prin intermediul electronicii și calculului la bord.

Este posibil ca versiunile viitoare ale roboților microscopici să poată acționa în stoluri și să execute sarcini precum restructurarea materialelor, suturarea vaselor de sânge sau să fie trimise în creierul uman.

“A controla un robot mic este poate cel mai aproape de a te micșora pe tine însuți. Cred că mașinile de acest fel ne vor duce în lumi uimitoare care sunt prea mici pentru a fi văzute”, a spus Miskin.

“Această descoperire științifică oferă oportunități excitante pentru investigarea unor întrebări noi relevante pentru fizica materiei active și poate duce în cele din urmă la materiale robotice futuristice”, a spus Sam Stanton.

Stanton este manager de program pentru Biroul de Cercetare al Armatei, care a sprijinit cercetarea roboților microscopici.

Un videoclip cu Itai Cohen explicând tehnologia poate fi găsit aici.