Исследователи Пенсильванского и Мичиганского университетов представили самых маленьких роботов в мире. Работа опубликована 15 декабря в журналах Science Robotics и PNAS.

Эти микроскопические роботы размером всего 200 × 300 × 50 микрометров (меньше крупинки соли) способны:

  • измерять температуру
  • обрабатывать информацию
  • принимать решения и двигаться
  • работать без перерыва месяцами

— и всё это при стоимости около одного цента за робота.

Решение задачи, которой 40 лет

Марк Мискин, профессор электротехники Пенсильванского университета, говорит: «Мы сделали роботов в 10 тысяч раз меньше. Это означает выход на совершенно новый масштаб робототехники».

Движение без механических деталей

В отличие от обычных роботов, у них нет движущихся частей: они перемещаются за счёт электрокинетической тяги. Создавая электрическое поле, робот сдвигает окружающие ионы, и этот поток толкает его в жидкости.

Самые маленькие компьютеры в мире

Процессор роботов разработала команда Дэвида Блау в Мичиганском университете:

  • энергопотребление — всего 75 нановатт
  • примерно в 100 тысяч раз экономичнее смарт-часов
  • лаборатории принадлежит рекорд самого маленького компьютера в мире

Чтобы уместить процессор в таких размерах, команде пришлось полностью переработать язык программирования и сжать несколько команд движения в одну специальную инструкцию.

Измерение температуры и умная связь

  • точность измерения температуры — до трети градуса Цельсия
  • передача данных с помощью двигательных паттернов, похожих на танец пчёл
  • у каждого робота свой уникальный адрес
  • программирование и питание — с помощью световых импульсов

Характеристики и надёжность

  • скорость — до одной длины тела в секунду
  • возможность согласованного группового движения
  • непрерывная работа в течение нескольких месяцев
  • устойчивость к многократному перемещению микропипеткой

Будущие применения

  • мониторинг состояния отдельных клеток
  • создание микроскопических медицинских машин
  • разработка умных систем клеточного масштаба

В завершение Мискин говорит: «Это только первая глава. Мы показали, что мозг, датчики и двигатель можно уместить в почти невидимый объект и заставить его работать месяцами».