Учени създадоха най-малките в света автономни роботи, способни да мислят и действат самостоятелно

Изследователи от Пенсилванския и Мичиганския университет разработиха микроскопични машини с размер на човешки косъм, които могат да наблюдават клетките в тялото и да доставят лекарства.

Продължи четенето

Екип от учени от University of Pennsylvania (Penn) и University of Michigan постигнаха исторически пробив, създавайки първите в света напълно автономни и програмируеми микророботи.

С ширина от едва 200 микрометъра – около два пъти дебелината на човешки косъм – тези миниатюрни устройства притежават способността да възприемат околната среда, да „мислят“ и да действат без външни инструкции.

Тази технология обещава да трансформира медицината, позволявайки прецизно наблюдение на здравето на отделни клетки или доставяне на медикаменти до точно определени точки в тялото.

Основното предизвикателство, пред което учените са били изправени десетилетия наред, е как да накарат обект с дължина едва една пета от милиметъра да се движи самостоятелно. На микроскопично ниво физичните сили работят различно – вискозитетът на течностите е толкова силен, че придвижването в тях е съпоставимо с плуване в катран за човек.

За да преодолеят това, инженерите от Penn са разработили иновативна задвижваща система. Роботите се захранват от LED светлина и функционират в разтвор на водороден пероксид, който служи за „гориво“.

Чрез създаване на електрическо поле роботът задвижва йони в течността, които от своя страна повличат водни молекули. Така машините могат да се движат в сложни траектории и дори в координирани групи със скорост от една телесна дължина в секунда.

Интелектуалното „сърце“ на устройството е най-малкият компютър в света, разработен от екипа на Дейвид Блау в Мичиган. Той включва процесор, памет и сензори, побрани върху чип, по-малък от милиметър. Устройството консумира нищожните 75 нановата енергия – над 100 000 пъти по-малко от капацитета на типичен смарт часовник.

Въпреки сложната технология, производството е изненадващо евтино. Масовото производство на един робот струва около един цент, а оборудването за управлението им възлиза на едва 100 долара.

Професор Марк Мискин пояснява, че екипът е успял да замени скъпите микроскопи със система от стандартни светодиоди, микрокомпютър Raspberry Pi и камера от смартфон с макрообектив.

Въпреки огромния потенциал, пред масовото навлизане на технологията стоят две основни препятствия:

Енергийна зависимост: Роботите се нуждаят от постоянна светлина. Ако тя изгасне, паметта им се изтрива веднага – проблем, породен от невъзможността да се вгради батерия в толкова малък обем.
Биосъвместимост: Настоящият модел работи във водороден пероксид, който е токсичен за човешките клетки. Изследователите обаче вече работят по нови, съвместими с живата тъкан механизми.

Освен в медицината, Мискин вижда бъдещето на тези „агенти“ в микропроизводството – за сглобяване на сложни компоненти и схеми част по част, което би намалило разходите и би ускорило иновациите в електрониката.