Исследователи из Университета Пенсильвании представили микроскопических автономных роботов, размеры которых сопоставимы с бактериями. Эти крошечные устройства умеют плавать, чувствовать температуру, принимать простые решения и работать без подзарядки месяцами, получая энергию исключительно от света.
Каждый такой робот имеет размеры всего около 0,2 на 0,3 миллиметра. Невооруженным глазом его едва можно различить, но внутри размещен полноценный вычислительный блок, датчики и система движения. По словам разработчиков, это самые маленькие полностью программируемые автономные роботы в мире.
Главная сложность микроробототехники всегда заключалась в движении. В микромасштабе вода ведет себя не как привычная жидкость, а скорее как вязкий сироп. Использовать винты или механические приводы здесь невозможно. Вместо этого инженеры применили необычное решение: роботы создают электрическое поле, которое приводит в движение ионы в жидкости. Те, в свою очередь, толкают молекулы воды, создавая тягу. В результате робот плывет без единой движущейся детали.
За «мышление» отвечает сверхминиатюрный компьютер, разработанный в Мичиганском университете. Он потребляет около 75 нановатт энергии — в десятки тысяч раз меньше, чем обычные носимые гаджеты. Программирование и питание осуществляются с помощью световых импульсов: солнечные элементы на поверхности робота одновременно работают как источник энергии и как канал связи.
Нынешняя версия оснащена температурными датчиками с точностью до трети градуса. Роботы могут перемещаться в более теплые области или сигнализировать об изменениях среды характерными колебаниями. Кроме того, они способны действовать группами, синхронизируя движения, напоминая косяк рыб.
Стоимость одного робота составляет около одного цента, а отсутствие механических частей делает их удивительно живучими. По мнению ученых, это только начало. В будущем такие микромашины могут получить новые датчики и более сложные программы, открывая путь к применению в медицине, экологии и микропроизводстве. Пока же они уверенно доказывают: даже на уровне микроорганизмов возможно настоящее автономное поведение.
Читайте также нашу статью о том, как ученые придумали мини-роботов с топливом из водки.