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

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

Các 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 đó 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 trong 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 đã được xuất bản vào ngày 26 tháng 8 trên Nature, đặt tên là “Electronically Integrated, Mass-Manufactured, Microscopic Robots.”

Các dự án vi mô trước đó

Các robot vi mô mới được phát triển dựa trên công việc trước đó của Cohen và McEuen. Một số dự án vi mô trước đó của họ liên quan đến các cảm biến vi mô và máy origami dựa trên graphene.

Các 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 của một mét.

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

Điều khiển các robot vi mô

Để điều khiển các robot, các nhà nghiên cứu sử dụng các xung laser để kích hoạt các photovoltaics khác nhau, với mỗi photovoltaic tạo thành một tập hợp chân riêng biệt. Các robot có thể “đi” khi laser được bật tắt giữa các photovoltaic trước và sau.

Các robot chỉ hoạt động ở điện áp thấp 200 milivolt, và chúng chỉ cần 10 nanowatt công suất. Vật liệu này rất mạnh đối với một đối tượng nhỏ như vậy, và chúng có thể được sản xuất song song vì chúng được xây dựng bằng các quá trình quang khắc tiêu chuẩn. Trên một tấm silicon 4 inch, có thể có tới 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 thể rằng các phiên bản robot vi mô trong tương lai sẽ hoạt động trong các đàn và thực hiện các nhiệm vụ như tái cấu trúc vật liệu, khâu mạch máu, hoặc được gửi đến não của con người.

“Điều khiển một robot nhỏ là có thể gần giống như 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.

“Phát hiện đột phá 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 tại đây.