Ricercatori hanno realizzato i più piccoli robot autonomi, programmabili e completamente funzionanti al mondo. Queste macchine microscopiche nuotano, percepiscono e rispondono all'ambiente, possono operare per mesi e costano circa un penny ciascuna. Misurano circa 0.2 x 0.3 x 0.05 millimetri, una dimensione paragonabile a molti microrganismi.
I robot sono alimentati dalla luce: ricevono sia energia sia programmi tramite impulsi luminosi, e ogni dispositivo possiede un identificatore unico che consente di inviare istruzioni individuali. Un lotto pubblicato su Science Robotics è dotato di sensori di temperatura con accuratezza fino a un terzo di grado Celsius; i robot riportano le misure compiendo un movimento ondulatorio paragonato alla "waggle dance" delle api mielifere.
La propulsione è stata progettata per la scala microscopica, dove resistenza e viscosità dominano il movimento. Per evitare parti mobili, i robot generano un campo elettrico che sposta gli ioni nel liquido; questi ioni convincono le molecole d'acqua a spingere, creando la forza che muove il dispositivo, meccanismo descritto sul PNAS. Sul fronte del calcolo, il team di Blaauw ha eseguito il programma con soli 75 nanowatt, valore che i ricercatori indicano essere 100.000 volte inferiore a quanto richiede uno smart watch. Per raccogliere quell'energia i pannelli solari occupano la maggior parte del robot; gli ingegneri hanno inoltre condensato le istruzioni di controllo in una singola istruzione speciale per adattarsi alla memoria molto ridotta.
I autori del progetto includono Marc Miskin, assistant professor in electrical and systems engineering alla University of Pennsyvlania, e David Blaauw e Dennis Sylvester, professori di electrical and computer engineering alla UM, che hanno contribuito con progetti di calcolo ultra-piccoli; studi correlati sono pubblicati su Science Robotics e sui Proceedings of the National Academy of Sciences. I ricercatori affermano che i dispositivi potrebbero far progredire la medicina monitorando la salute di singole cellule e aiutare la produzione costruendo dispositivi a scala microscopica. Versioni future potrebbero memorizzare programmi più complessi, muoversi più velocemente, aggiungere nuovi sensori o operare in ambienti diversi.
- Sostegno principale: National Science Foundation
- Sostegno aggiuntivo: University of Pennsylvania Office of the President
- Altri sostenitori: Air Force Office of Scientific Research, Army Research Office, Packard Foundation, Sloan Foundation, Fujitsu Semiconductors
Parole difficili
- autonomo — che funziona senza controllo esternoautonomi
- impulso — breve segnale che trasmette energia o informazioneimpulsi
- accuratezza — grado di vicinanza della misura al valore reale
- propulsione — meccanismo che produce il movimento di un oggetto
- viscosità — resistenza di un fluido al movimento interno
- ione — particella carica presente in un liquido o gasioni
- pannello solare — superficie che converte la luce in elettricitàpannelli solari
- condensare — ridurre e semplificare informazioni o istruzionicondensato
- memoria — spazio dove si conservano dati o istruzioni
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Domande di discussione
- Quali vantaggi pratici e quali limiti immagini per l'uso di questi robot nella medicina?
- In che modi la produzione industriale potrebbe cambiare con dispositivi a scala microscopica?
- Quali possibili problemi etici o di sicurezza potrebbero sorgere dall'impiego di robot microscopici?
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