Созданы самые маленькие в мире автономные роботы размером с крупинку соли

Учёные из Университета Пенсильвании и Мичиганского университета совместно разработали полностью программируемых автономных роботов, которые «меньше крупинки соли». Эти нанороботы, претендующие на звание самых маленьких в своём роде, в перспективе могут найти применение в медицине, микроскопическом производстве и других областях. Поразительно, но исследователи утверждают, что стоимость производства каждого такого робота составит всего один цент (около 0.8 рубля).

Команда из Пенсильвании отвечала за физическую структуру и особенности микроскопических устройств, в то время как учёные из Мичигана «наделили роботов интеллектом». Интересно, что лаборатория Мичиганского университета, участвовавшая в проекте, также является рекордсменом по созданию самого маленького в мире компьютера.

Едва видимые роботы двигаются с помощью ионной тяги

Сначала о разработке инженеров из Пенсильвании. Они создали физическую оболочку крошечных роботов, каждый размером примерно 200 x 300 x 50 микрометров. Из-за такого масштаба, сравнимого с размерами многих микроорганизмов, они сталкиваются с иными физическими вызовами, чем привычные нам роботы.

Чтобы преодолеть проблемы сопротивления и вязкости, было решено сделать роботов «пловцами». Однако для сохранения миниатюрности учёные разработали совершенно новую систему движения, которая не требует движущихся частей (таких как конечности).

Эти роботы генерируют электрическое поле, которое «подталкивает ионы в окружающем растворе», позволяя им «плавать». Регулировка этого ионного поля помогает роботам двигаться по сложным и/или скоординированным траекториям.

Отсутствие движущихся частей также делает их чрезвычайно прочными: например, их можно поднять микропипеткой, не повредив.

Ещё одной задачей из-за крошечных размеров стало энергоснабжение. В выбранной конструкции используется солнечная энергия, причём солнечные элементы составляют большую часть массы тела робота. Несмотря на максимизацию площади, они дают всего 75 нановатт мощности, что подчёркивает важность энергоэффективности.

Изображение: Penn Engineering

Общение с помощью света и «танца»

Чтобы стать полностью программируемыми автономными роботами, этим крошечным машинам потребовалась собственная система обработки данных, и здесь пригодился опыт Мичиганского университета.

Согласно сообщению, «интеллект» физическим компонентам робота обеспечивают высокоэффективный процессор, память и датчики. Для программирования роботов используются импульсы света — таким образом, солнечные панели выполняют двойную функцию. Чтобы получать данные с роботов и их сенсоров, их запрограммировали выполнять похожий на пчелиный «танец» с помощью своих двигательных систем.

Этих роботов можно задействовать сотнями для выполнения задач. Благодаря солнечной энергии и высокой эффективности их автономная работа может длиться месяцами. Первый тестовый образец был оснащён датчиком температуры, который полезен для различных аналитических задач, но заменить сенсор на другой не составит труда.

Несмотря на всю задействованную передовую технологию, исследователи заявляют, что этих полностью программируемых автономных роботов «можно дёшево производить в больших масштабах». Учёные обещают, что то, что мы видим сейчас, — «всего лишь первая глава» в истории микророботов.

Источник: Tomshardware.com