Науковці розробили найменші автономні роботи у світі.

Вчені з Університету Пенсильванії та Мічиганського університету створили найменші у світі повністю автономні та програмовані роботи, які настільки компактні, що здатні функціонувати на рівні біологічних клітин.

Про це повідомляє TechSpot.

Кожен з цих роботів має розміри приблизно 200 × 300 × 50 мікрометрів — менший за частинку піску — і обходиться в виробництві близько одного цента. Незважаючи на свої мікроскопічні розміри, ці пристрої можуть пересуватися, сприймати сигнали, виконувати обчислення та реагувати на навколишнє середовище без необхідності в кабельних з'єднаннях, магнітних полях або зовнішньому контролі.

Доцент електротехнічного факультету та системної інженерії Марк Міскін в інтерв'ю для Science Alert підкреслив, що ці автономні роботи в 10 000 разів менші за нинішні мікроботи.

"Це відкриває абсолютно новий масштаб для програмованої робототехніки", -- сказав Міскін.

Дослідники, які нещодавно опублікували свої результати в журналах Science Robotics та Proceedings of the National Academy of Sciences, бачать потенційні застосування цих розробок у найрізноманітніших сферах -- від моніторингу стану окремих клітин до допомоги у створенні мікромасштабних машин. Оскільки роботи функціонують у тому самому розмірному діапазоні, що й багато мікроорганізмів, у майбутньому вони можуть пересуватися тканинами організму або працювати на мікроскопічних виробничих лініях, недоступних для традиційної робототехніки.

Команда розробила нову систему руху, яка не потребує жодних рухомих деталей. Замість мікроскопічних шестерень чи "весел" кожен робот керує іонами в навколишній рідині за допомогою наведених електричних полів. Ці іони, своєю чергою, штовхають молекули води, фактично приводячи робота в рух у рідкому середовищі.

"Це ніби робот перебуває в річці з течією, -- пояснює Міскін, -- але водночас саме він і змушує цю річку рухатися".

Завдяки спеціалізованому налаштуванню електричного поля, роботи здатні рухатися по складних траєкторіях і координувати свої дії, подібно до того, як це робить косяк риб. Вони досягають швидкості, що становить приблизно одну довжину тіла за секунду. Оскільки у конструкції відсутні рухомі частини, механічна надійність залишається на високому рівні. Як зазначив Міскін, дослідники можуть безперешкодно переміщувати роботів між зразками, не побоюючись за їх цілісність.

Кожен робот має в своєму складі повноцінний бортовий комп'ютер, датчики, систему зберігання даних та джерело живлення. Енергія надходить від компактних сонячних панелей, які виробляють приблизно 75 нановатів, що дозволяє їм функціонувати автономно протягом кількох місяців. Вражаюче низьке споживання енергії досягається завдяки особливим схемам, розробленим для роботи на мінімальних напругах.

Дослідники мають можливість індивідуально налаштовувати і програмувати кожного робота за допомогою специфічних світлових імпульсів. Ця архітектура дозволяє призначати окремим роботам у рої унікальні завдання, завдяки чому кожен із них може реалізовувати свою функцію в рамках спільної мети.

Синергія механічної простоти, вдосконаленої електроніки та можливостей масштабованого виробництва робить цю платформу привабливою для численних секторів, де необхідний розподілений мікроскопічний "інтелект".