Учёные из университетов Пенсильвании и Мичигана сообщили о создании автономных нанороботов, сопоставимых по размеру с крупинкой соли. Длина таких устройств составляет около одного миллиметра, а ориентировочная стоимость — порядка 0,8 рубля за штуку. Разработчики отмечают, что миниатюрные роботы могут найти применение в медицине, микроэлектронике и других технологических областях.
Физическую платформу для нанороботов разработала команда Пенсильванского университета, а специалисты Мичиганского университета отвечали за встроенные вычислительные и управляющие функции. Мичиганская лаборатория ранее получила известность благодаря созданию сверхминиатюрного компьютера, наработки по которому были использованы и в этой работе.
Перемещение роботов реализовано за счёт ионной тяги. Корпус размерами примерно 200 × 300 × 50 микрометров предъявляет жёсткие требования к конструкции. Для движения в среде применён принцип, аналогичный «плаванию», при этом в системе нет подвижных механических деталей. Нанороботы формируют электрическое поле, которое воздействует на ионы вокруг них и создаёт тягу. Управляя параметрами этого поля, можно изменять скорость и направление движения. Отсутствие движущихся частей повышает устойчивость к повреждениям и облегчает манипуляции с устройствами, в том числе с помощью микропипеток.
Питание является одним из главных ограничений на таком масштабе. Роботы используют солнечные элементы, занимающие значительную долю их площади. Даже при этом удаётся получить мощность лишь порядка 75 нановатт, поэтому все системы спроектированы с учётом максимальной энергоэффективности.
Программирование осуществляется световыми импульсами: солнечные панели не только вырабатывают энергию, но и участвуют в обработке входящих сигналов. По задумке авторов, нанороботы могут обмениваться информацией через изменённые движения — своеобразный «танец», считываемый другими устройствами. Предполагается, что в составе массивов из сотен роботов можно реализовывать более сложные задачи, чем у одиночных устройств.
Первый продемонстрированный образец оснащён датчиком температуры, однако архитектура позволяет заменять его на другие сенсоры без радикальной переработки конструкции. Разработчики подчёркивают, что технология ориентирована на массовое и недорогое производство и рассматривается как отправная точка для дальнейшего развития систем микроробототехники.
Читайте также: