Технические науки

Управляемые лазером приводы позволили микроскопическим роботам передвигаться

Группа роботов перед запуском

Marc Miskin

Группа ученых из Корнеллского университета создала более миллиона микроскопических четвероногих роботов. В устройствах, которые не превышают по размеру инфузорию туфельку, совмещены кремниевая электроника и лазерное управление совместимыми с ней приводами. Работа исследователей опубликована в журнале Nature.

Миниатюризация электроники для производства роботов всегда была востребованной задачей, однако технологию ограничивало отсутствие подходящих систем исполнительных механизмов микрометрового размера. Проект ученых из Корнеллского университета показал решение этой проблемы. Микроскопические роботы включают в себя полупроводниковые компоненты, позволяющие осуществлять управление с помощью стандартных электронных сигналов. Новые устройства имеют толщину около 5 микрон (10-6 метра), ширину 40 микрон и длину 40–70 микрон. Каждый робот состоит из простой схемы, изготовленной из кремниевых фотоэлектрических элементов, которые, по сути, представляют тело и мозг, и четырех электрохимических приводов, функционирующих как ноги. Управление роботами осуществляется за счет освещения лазерными вспышками фотоэлектрических элементов, это приводит к сгибанию ног и передвижению робота. Как заявляют авторы, это первые роботы размером меньше 0,1 мм, в которых для привода используется электроника.

Робот двигается по кругу

Высокотехнологичные роботы функционируют при низком напряжении (200 мВ) и малой мощности (10 нВт), оставаясь при этом прочными и надежными для своего размера. Они способны выдерживать очень кислую среду и перепады температур более 200 градусов. Маленький размер позволяет вводить их в тело человека с помощью подкожных инъекций, что дает возможность исследовать биологическую среду. Поскольку в изготовлении роботов задействованы стандартные литографические процедуры, их можно производить параллельно в больших количествах. Авторы работы создали более миллиона микроскопических роботов на 4-дюймовой кремниевой пластине. Роботы питаются от бортовой кремниевой фотоэлектрической батареи.

Запуск роботов в раствор

Исследователи полагают, что совместимость новых механизмов с существующими кремниевыми технологиями позволит развивать возможности роботов, которые пока ограничены в скорости передвижения и чувствительности к окружающей среде. Ученые ищут способы дополнить их более сложной электроникой и бортовыми вычислительными системами, которые позволят микроскопическим роботам реструктурировать материалы, перемещаться по крови и тканям человеческого тела, накладывать швы и производить зондирование органов.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.