Команды из разных лабораторий совместно создали самые маленькие в мире полностью программируемые автономные микророботы. Устройства имеют размеры около 0.2 × 0.3 × 0.05 миллиметра, сравнимые с размерами многих микроорганизмов, и способны работать в течение нескольких месяцев, получая энергию и команды от световых вспышек.
Каждый робот несёт уникальный идентификатор, поэтому отдельные устройства могут получать различные инструкции. В партии, описанной в Science Robotics, встроены датчики температуры с точностью до одной третьей части градуса Цельсия. Измеренные значения роботы передают механическим покачиванием, причём движение сравнивают с «танцем виляния» медоносных пчёл.
На микромасштабе традиционные двигатели не подходят из‑за доминирования сопротивления и вязкости, поэтому в приводе избегают движущихся частей. Роботы создают электрическое поле, которое сдвигает ионы в окружающей жидкости; эти ионы толкают молекулы воды и создают силу, двигающую устройство — механизм подробно описан в PNAS. Вычислительная часть должна работать на крайне малой мощности: команда Blaauw запустила программу робота на 75 нановатт, что, по словам исследователей, в 100,000 раз меньше, чем требуется смарт‑часам. Солнечные панели занимают большую часть площади робота, а управляющие инструкции сжаты в одну специальную команду, чтобы уместиться в очень маленькой памяти.
Авторы отмечают практические перспективы: такие устройства могут помочь медицине при мониторинге отдельных клеток и ускорить производство микромасштабных приборов. В будущем версии роботов могут хранить более сложные программы, двигаться быстрее, получить новые датчики или работать в других средах.
- Primary support: National Science Foundation
- Additional support: University of Pennsylvania Office of the President, Air Force Office of Scientific Research, Army Research Office, Packard Foundation, Sloan Foundation, Fujitsu Semiconductors
Сложные слова
- автономный — работающий самостоятельно, без постоянного внешнего управленияавтономные
- идентификатор — метка или код для различения объектов
- датчик — устройство для измерения физического параметрадатчики
- вязкость — сопротивление жидкости или газа движениювязкости
- ион — заряженная частица, находящаяся в раствореионы
- нановатт — единица очень малой мощности, одна миллиардная ватта
- солнечная панель — поверхность, превращающая свет в электричествоСолнечные панели
Подсказка: наведите, сфокусируйтесь или нажмите на выделенные слова, чтобы увидеть краткие определения прямо во время чтения или прослушивания.
Вопросы для обсуждения
- Какие преимущества такие микророботы могут принести медицине при мониторинге отдельных клеток? Обоснуйте ответ примерами из текста или собственной логикой.
- Какие основные технические ограничения упомянуты в статье (например, питание, память, движение) и какие улучшения авторы предлагают в будущем?
- Какие возможные риски или этические вопросы могут возникнуть при массовом использовании полностью программируемых микророботов? Приведите причины и примеры.
Похожие статьи
Мембрана в челюсти у предков млекопитающих
Исследование с КТ-сканами и компьютерным моделированием показало, что мембрана в изгибе челюсти древнего Thrinaxodon могла работать как барабанная перепонка. Это означает, что воздушный слух возник почти на 50 миллионов лет раньше, чем считали ранее.
