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».
