Учёные из Пенсильванского университета и Университета Мичигана создали одних из самых маленьких автономных программируемых роботов в мире. Каждый такой робот примерно 200 микрометров в ширину, что примерно в два раза толще человеческого волоса. Эти крошечные машины могут сами ощущать окружение, "думать" и действовать без внешних команд, как утверждают их разработчики.
Основная цель таких роботов - это помощь в медицине. В будущем они могли бы следить за состоянием отдельных клеток в нашем организме или доставлять лекарства в нужные места для лечения болезней.
Как решена проблема движения
До сих пор многим микророботам требовалось внешнее управление, потому что движение на очень маленьком масштабе - это огромная физическая проблема. На уровне микрометров сила жидкостей действует так, что двигаться в жидкости почти как в густой среде.
Чтобы преодолеть это, команда из Пенсильванского университета придумала новую систему движения. Роботы получают энергию от света LED и работают в растворе перекиси водорода, который служит "топливом". Робот создаёт электрическое поле, которое толкает ионы в жидкости, а они, в свою очередь, перемещают молекулы воды. Таким образом робот может двигаться, менять направление и даже двигаться в группе со скоростью до одной длины своего тела в секунду.
Самый маленький компьютер для робота
Чтобы робот мог работать автономно, ему нужен собственный мини-компьютер. Учёные из Университета Мичигана создали такой компьютер размером меньше миллиметра. В нём есть процессор, память и сенсоры. Робот получает свет через микроскопические солнечные панели, которые дают очень мало энергии - всего 75 нановатт, что в 100 000 раз меньше, чем у умных часов.
Ограничения и проблемы
Несмотря на успех, у этой технологии есть ограничения. Робот не может работать без постоянного света: если свет выключить, он перестаёт функционировать и теряет память. При включении света он снова запускается, но забывает программы. Это связано с тем, что на таких маленьких размерах очень трудно хранить энергию в батарее. Кроме того, в текущем варианте роботы работают в растворе перекиси водорода, который токсичен для живых клеток, поэтому они пока не подходят для использования в теле человека. Учёные считают, что это можно решить, заменив движущие элементы на биосовместимые.
Будущее
Создатель проекта говорит, что эти микророботы могут помочь не только в медицине, но и в сборке микроскопических компонентов. Текущие методы изготовления микросхем требуют большого времени и ресурсов, а автономные крошечные роботы могли бы ускорить процесс, снизить стоимость и облегчить итерации дизайна.
Учёные пока осторожны в предсказаниях, но считают, что лучшее применение этой технологии ещё только предстоит выяснить.
Источник: New Atlas