Các nhà nghiên cứu phát triển robot vi mô đầu tiên có khả năng “đi”

Trong một đột phá trong lĩnh vực robot, các nhà nghiên cứu đã tạo ra những robot vi mô đầu tiên có thể được điều khiển thông qua các thành phần bán dẫn tích hợp. Những robot này có thể “đi” chỉ với các tín hiệu điện tử tiêu chuẩn.

Những robot vi mô này có kích thước của một paramecium, và chúng sẽ đóng vai trò là nền tảng cho các dự án tiếp theo. Một số dự án có thể bao gồm các phiên bản phức tạp với trí tuệ dựa trên silicon, sản xuất hàng loạt các robot như vậy, và các phiên bản có thể di chuyển qua mô và máu của con người.

Công việc này là một sự hợp tác do Đại học Cornell dẫn đầu, bao gồm Itai Cohen, giáo sư vật lý. Các thành viên khác của nhóm bao gồm Paul McEuen, giáo sư khoa học vật lý John A. Newman, cũng như Marc Miskin, giáo sư trợ lý tại Đại học Pennsylvania.

Công việc của họ được công bố vào ngày 26 tháng 8 trên Nature, đặt tiêu đề “Electronically Integrated, Mass-Manufactured, Microscopic Robots.”

Các Dự án Nano trước đây

Những robot vi mô mới được phát triển dựa trên các công việc trước đây của Cohen và McEuen. Một số dự án nano trước đây của họ bao gồm các cảm biến vi mô và máy origami dựa trên graphene.

Những robot vi mô mới này có độ dày khoảng 5 micron, rộng 40 micron và dài từ 40 đến 70 micron. Một micron chỉ là một phần triệu mét.

Mỗi robot có một mạch đơn giản được làm từ silicon photovoltaics và bốn bộ phận điện hóa. Silicon photovoltaics đóng vai trò là thân và não, trong khi các bộ phận điện hóa đóng vai trò là chân.

Điều khiển Robot Vi mô

Để điều khiển các robot, các nhà nghiên cứu phát xung laser vào các photovoltaics khác nhau, với mỗi photovoltaics tạo thành một tập hợp chân riêng biệt. Các robot có thể đi khi laser được bật tắt giữa các photovoltaics trước và sau.

Các robot chỉ hoạt động ở điện áp thấp 200 millivolt, và chúng chạy trên chỉ 10 nanowatt công suất. Vật liệu này rất mạnh đối với một vật thể nhỏ như vậy, và chúng có thể được chế tạo song song vì chúng được xây dựng bằng các quá trình lithographic tiêu chuẩn. Trên một tấm silicon 4 inch, có thể có khoảng 1 triệu robot.

Đội ngũ hiện đang nghiên cứu cách làm cho các robot mạnh mẽ hơn thông qua điện tử và tính toán trên bo mạch.

Có khả năng các phiên bản robot vi mô trong tương lai có thể hoạt động trong đàn và hoàn thành các nhiệm vụ như tái cấu trúc vật liệu, khâu các mạch máu, hoặc được gửi đến não bộ con người.

“Điều khiển một robot nhỏ có thể là điều gần giống nhất với việc thu nhỏ bản thân. Tôi nghĩ rằng những máy như vậy sẽ đưa chúng ta vào tất cả các thế giới tuyệt vời mà quá nhỏ để nhìn thấy,” said Miskin.

“Đột phá nghiên cứu này cung cấp cơ hội khoa học thú vị để điều tra các câu hỏi mới liên quan đến vật lý của vật liệu hoạt động và cuối cùng có thể dẫn đến các vật liệu robot tương lai,” said Sam Stanton.

Stanton là quản lý chương trình cho Văn phòng Nghiên cứu Quân đội, đã hỗ trợ nghiên cứu robot vi mô.

Một video của Itai Cohen giải thích công nghệ có thể được tìm thấy here.