Сучасна нанотехнологія досягла межі, за якою фізичний світ починає вимагати абсолютно нових інженерних підходів, і найменший у світі програмований робот став яскравим підтвердженням цього прориву. Створений спільними зусиллями інженерів з Університету Пенсільванії та Університету Мічигану, цей пристрій настільки мініатюрний, що його ледве можна помітити неозброєним оком: його розміри складають лише 200 на 300 мікрометрів завширшки та 50 мікрометрів завтовшки. Для порівняння, цей мікроробот менший за крупинку солі та дату, викарбувану на монеті пенні, і він легко може балансувати на одному лише гребені відбитка людського пальця. Попри свої майже невидимі габарити, пристрій є повноцінною автономною платформою, що вміщує в собі справжній комп’ютерний «мозок» із процесором, пам’яттю, датчиками температури та сонячними елементами, які генерують енергію на рівні всього 100 нановат. Це досягнення зменшило об’єм попередніх аналогічних конструкцій приблизно в 10 000 разів, що фактично відкрило нову еру в мікроробототехніці, пише T4.
Найбільшим викликом для розробників стала унікальна фізика мікрометрового масштабу, де звичні закони гравітації та інерції поступаються домінуючим силам в’язкості та опору середовища. Перебування такого робота у воді можна порівняти з намаганням людини проштовхнутися крізь густу смолу. Через складність виготовлення та крихкість механічних кінцівок на такому рівні, інженери відмовилися від рухомих частин. Натомість рушійна система працює шляхом генерації електричного поля, яке створює спрямований потік молекул навколо тіла робота, змушуючи його рухатися крізь рідину. Ця концепція нагадує перебування в рухомій річці, яку створює сам робот. Завдяки інтегрованим оптичним приймачам пристрій може ідентифікувати вхідні програми та виконувати автономні дії, наприклад, вимірювати температуру навколишнього середовища та передавати дані за допомогою своєрідного «танцю», що нагадує складну комунікацію медоносних бджіл.
Повна автономність мікроробота стала можливою завдяки поєднанню передових напівпровідникових схем та інноваційної архітектури комп’ютера, розробка якої тривала п’ять років. Пристрій здатний працювати місяцями, отримуючи живлення від зовнішніх світлодіодів через свої мініатюрні сонячні панелі. Окрім одиночної роботи, ці мікроботи можуть синхронізуватися між собою, утворюючи складні рухомі групи, подібні до зграй риб або роїв комах. Як зазначають творці, цей винахід є лише першим розділом у великій історії нанотехнологій. У майбутньому, зі збільшенням обсягів вбудованої пам’яті та додаванням складніших датчиків, такі пристрої зможуть стати «інтелектуальними охоронцями» здоров’я всередині людського тіла, контролюючи стан окремих клітин або доставляючи ліки в найважче доступні ділянки організму. Дослідження, опубліковане в журналі Science Robotics, доводить, що навіть у світі, де домінують мікроскопічні сили, можна створити складну інтелектуальну систему, здатну відчувати, обчислювати та діяти автономно.
Читайте також: Чому деякі вчені вважають, що ми живемо всередині чорної діри
Підписуйся на наш Telegram-канал