Дослідники з Пенсільванського університету представили найменших у світі програмованих автономних роботів, а їхній «мозок» створили вчені з Університету Мічигану. Розміри кожного робота — близько 0,2×0,3×0,05 мм, що робить їх майже невидимими неозброєним оком. Фактично, вони співмірні з бактеріями та іншими одноклітинними істотами.
Дослідники з Пенсільванського університету представили найменших у світі програмованих автономних роботів, а їхній «мозок» створили вчені з Університету Мічигану. Розміри кожного робота — близько 0,2×0,3×0,05 мм, що робить їх майже невидимими неозброєним оком. Фактично, вони співмірні з бактеріями та іншими одноклітинними істотами.
Попри свій розмір, роботи здатні пересуватися за складними траєкторіями, реагувати на зміни температури та навіть координувати свої рухи в групах. Що робить їх особливо вражаючими, так це їхня низька собівартість і довговічність, пише Interesting Engineering.
Протягом багатьох років електроніка невпинно зменшувалася, проте робототехніка відставала. Самостійний рух на мікрорівні виявився особливо складним завданням, здебільшого через те, що у крихітних масштабах вода поводиться зовсім інакше.
«Нам вдалося зменшити автономних роботів у 10 000 разів, — заявив Марк Міскін, старший автор дослідження з Пенсильванського університету. — Це відкриває перед програмованою робототехнікою принципово нові горизонти та масштаби».
На мікрорівні пересування у водному середовищі подібне до руху в в’язкому сиропі. Відмовившись від використання пропелерів або механічних з'єднань, розробники застосували витончений метод: приведення в рух самого навколишнього середовища. Роботи не взаємодіють з водою механічно, а генерують електричне поле, яке стимулює рух іонів у рідині.
Ці іони, своєю чергою, штовхають молекули води поруч, створюючи тягу, що рухає робота вперед. Така система приводу не має рухомих частин, що дозволяє роботам плавати місяцями, а переносити їх можна за допомогою звичайної мікропіпетки. Вони також здатні пересуватися злагодженими групами, нагадуючи косяки риб.
Інтелект роботів забезпечують ультрамініатюрні комп’ютери, розроблені в Університеті Мічигану. Ці крихітні процесори працюють на потужності всього лише 75 нановатів, що приблизно у 100 000 разів менше, ніж споживає смартгодинник.
«Ми побачили, що рушійна система Пенсильванського інженерного факультету та наші мікрокомп’ютери просто створені одне для одного», — зазначив Девід Блау, старший автор дослідження.
Щоб зробити це можливим, команді довелося радикально переосмислити те, як програми пишуться та виконуються на мікрорівні.
«Нам довелося повністю переосмислити набір команд комп’ютерної програми, стиснувши те, що зазвичай потребує багатьох інструкцій для керування рухом, в одну-єдину спеціальну команду», — зазначив Блау.
Більша частина поверхні кожного робота покрита сонячними елементами, які збирають світло для живлення, а також служать оптичними приймачами.
Світлові імпульси використовуються як для живлення роботів, так і для їх програмування, причому кожен робот має унікальний ідентифікатор, який дозволяє йому отримувати індивідуальні інструкції.
Поточне покоління роботів оснащене температурними сенсорами, здатними фіксувати різницю навіть у третину градуса Цельсія.
«Це насправді лише перший розділ», — сказав Міскін. «Ми довели, що можна помістити мозок, сенсор і двигун у щось настільки мале, що його майже неможливо побачити, і при цьому змусити це працювати та функціонувати протягом місяців».
