Ще нещодавно наномашини існували лише у фантазіях авторів наукової фантастики та відеоігор на кшталт Deus Ex або Metal Gear Solid. Однак стрімкий прогрес у мініатюризації технологій наближає ці сценарії до реальності.
Щоб дізнатись останні новини, слідкуйте за нашим каналом Google News онлайн або через застосунок.
У майбутньому мікроскопічні роботи зможуть працювати всередині людського тіла або виконувати завдання, неможливі для традиційної робототехніки.
Інженери з Пенсильванського університету та Мічиганського університету, США, розробили найменших у світі повністю програмованих автономних роботів. Їхні розміри становлять приблизно 200 на 300 на 50 мікрометрів, що менше за зерно солі. Вартість виробництва одного такого пристрою близька до одного пенні. Попри мікроскопічний масштаб, роботи здатні рухатися, відчувати навколишнє середовище, обчислювати та реагувати без дротів, магнітних полів або зовнішнього керування. Доцент Марк Міскін зазначив, що ці роботи приблизно у 10000 разів менші за сучасні мікроботи і відкривають абсолютно новий масштаб для програмованої робототехніки.
Результати досліджень опубліковано в журналах Science Robotics і Proceedings of the National Academy of Sciences. Вчені вбачають потенціал застосування таких роботів у відстеженні стану окремих клітин, роботі в тканинних середовищах та створенні мікроскопічних виробничих систем.
Зменшення роботів до субміліметрового рівня змінює фізику руху. На цьому масштабі інерція та гравітація майже зникають, поступаючись поверхневим силам і в’язкості. Через це класичні механічні елементи швидко виходять з ладу або не працюють зовсім.
Команда розробила нову систему пересування без рухомих частин. Роботи створюють електричні поля, які маніпулюють іонами в рідині, змушуючи молекули води рухати пристрій вперед. Регулюючи ці поля, роботи можуть рухатися складними траєкторіями та координувати дії у групі, досягаючи швидкості приблизно однієї довжини тіла за секунду. Відсутність рухомих елементів забезпечує високу механічну міцність, а живлення від простого світлодіода дозволяє працювати протягом місяців.
Щоб забезпечити автономність, до проєкту долучилася команда Девіда Блауу з Мічиганського університету, яка спеціалізується на надмалій обчислювальній техніці. Кожного робота оснащено мікрокомп’ютером із наднизьким енергоспоживанням. Сонячні панелі генерують лише 75 нановат, тому електроніку довелося оптимізувати до крайніх меж. Попри це, роботи мають процесор, пам’ять, сенсори та систему руху в одному компактному корпусі. Вони можуть вимірювати температуру з точністю до третини градуса Цельсія та реагувати на зміни середовища.
Для передачі даних роботи використовують рухи. Інформація, наприклад температура, кодується у своєрідний «танець», який дослідники зчитують під мікроскопом. Такий спосіб комунікації нагадує мову медоносних бджіл.
Кожного робота можна програмувати окремо за допомогою світлових імпульсів, що дозволяє створювати рої з індивідуальними ролями. Дослідники розглядають цю розробку як початкову точку і вважають, що вона відкриває шлях до нового етапу розвитку мікроробототехніки, де тисячі автономних систем працюватимуть разом на мікроскопічному рівні.
Читайте також:
- Оприлюднено технологічний прогноз на 2026 рік: AI, роботи, складаний iPhone
Автопілот Garmin вперше посадив літак без пілота у реальній надзвичайній ситуації