Найти тему
Тюльпан

Нано и микро в мире робототехники

Оглавление

Научно-фантастическая литература не может быть источником идей для роботизированных исследований.

Например, направлением, в котором движется робототехника, являются малые и даже более мелкие роботы, такие как: микророботы и нанороботы.

Эти роботы будут взаимодействовать с людьми совершенно иначе, чем социальные роботы.

От нано- и миллиметровых роботизированных систем и приложений, под редакцией Игоря Папротного и Сары Бергбрейтер.

В своем предисловии редакция однозначно указывает, какое влияние оказала научная фантастика на эту область исследований: В фильме 1968 года "Фантастическое путешествие" команда ученых уменьшена до микроразмеров и отправляется в удивительное путешествие по человеческому телу, взаимодействуя с человеческой микробиологией в попытке удалить опухоль, которая в противном случае была бы неоперабельной.

Сегодня постоянно растущая группа исследователей-роботов пытается создать крошечные роботизированные системы, которые, возможно, когда-нибудь смогут сделать такое прямое взаимодействие с человеческой микробиологией.

Маленькие роботизированные системы по сравнению с традиционными характеризуются термином "роботы малого масштаба". Размеры этих роботов варьируются от нескольких миллиметров до нескольких нанометров.

Области применения таких роботов многочисленны. Они могут быть использованы в таких областях, как производство, медицина, поисково-спасательные операции.

-2

Но не все так просто

Тем не менее, шаг от воображения к реализации или от научной фантастики к науке не мал. Остается много нерешенных проблем, связанных, например, с изготовлением таких роботов, контролем над ними и энергоснабжением.

Инженеры регулярно сравнивают возможности робототехнических систем, в том числе небольших роботов, с возможностями биологических систем сопоставимых размеров и часто находят вдохновение в биологии, пытаясь решить технические проблемы в таких областях, как навигация и интерактивное поведение.

Пишут Папротный и Бергбрейтер: Цель маломасштабных роботизированных исследований часто заключается в том, чтобы соответствовать возможностям биологической системы того же размера и в конечном счете превосходить их.

Автономные биологические системы миллиметрового масштаба (такие как муравьи и плодовые мухи) способны обнаруживать, контролировать и перемещаться, что позволяет им передвигаться по сильно неструктурированной среде и выполнять сложные задачи, такие как, картирование.

Хотя роботизированные системы миллиметрового масштаба по-прежнему лишены сложности биологических аналогов, достижения в области технологий изготовления и интеграции постепенно приближают их возможности к возможностям биологических систем.

Сколько нам ждать нанороботов?

В настоящее время возможности микророботизированных систем все еще далеки от возможностей микробиологических систем. Действительно, биологические системы продолжают демонстрировать очень автономное поведение вплоть до размеров в несколько сотен микрометров.

Например, пылевой клещ длиной 400 мкм способен самостоятельно перемещаться в поисках пищи и пересекать очень неструктурированную среду.

-3

Вывод

Напротив, микророботизированные системы обладают лишь ограниченной автономией; им не хватает независимого контроля, как и бортовому производству электроэнергии. Несмотря на резкие различия в производительности биологических систем и небольших роботов, инженеры пока еще далеки от того, чтобы уйти в отставку и занять второе место. Скорее, они считают, что "эти пробелы подчеркивают важные области исследований, демонстрируя при этом уровень автономии, которого должны достичь будущие роботизированные системы на всех уровнях".

Такие заявления говорят об оптимистическом настрое инженеров.