世界上最小的可編程機器人幾乎看不見

據(jù)制造它的工程師說,這個幾乎看不見的微型機器人依然可以自主“感知、思考和行動”。

據(jù)團隊所知,這項聯(lián)合發(fā)明是世界上最小的可編程機器人,能夠自主穿越流體,使之前設(shè)計體積減少約1萬倍。

開發(fā)該設(shè)備的賓夕法尼亞大學和密歇根大學的研究人員聲稱,直到現(xiàn)在,還沒有人將配備處理器、內(nèi)存、傳感器和推進系統(tǒng)的真實計算機安裝到如此小的平臺上。

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一顆雀斑會比那個微小的裝置還大,后者不比一粒鹽大,而且小到可以平衡在指紋的脊上。

事實上,它幾乎看不見,寬度僅為200乘300微米,厚度僅50微米。

這個微型機器人放在一枚便士上,比硬幣上蓋有日期的還要小。

眨眼間,你可能會失去它。

微型機器人被放置在一分錢的年份旁邊,以示比例。(凱爾·斯凱利爾/賓夕法尼亞大學)

盡管體積極小,設(shè)計潛力巨大。

其開發(fā)者聲稱,這個完全可編程的平臺(僅在浸泡在流體中時工作)能夠通過僅產(chǎn)生約100納瓦功率的太陽能電池進行移動、感知、行動和計算。

它甚至可以測量浸沒液體的溫度,并通過做一些“舞蹈”來傳遞這些數(shù)據(jù),類似于蜜蜂的交流方式.

“這其實只是第一章,”他說賓夕法尼亞大學的納米機器人工程師Marc Miskin。

“我們已經(jīng)證明,你可以把大腦、傳感器和電機裝進幾乎看不見的小物體里,讓它存活并工作數(shù)月。

“一旦有了這個基礎(chǔ),你就可以疊加各種智能和功能。它為微觀機器人技術(shù)打開了全新的未來之門?!?/p>

微型機器人在一張紙(左上角)中生產(chǎn),面積大致相當于指尖(左下角)。每個機器人包含太陽能電池、光學接收器、兩個溫度傳感器、一個用于信息接收和決策的處理器、四個驅(qū)動其運動的執(zhí)行器面板,以及四個接收器,使機器人能夠識別接收到的程序。(瑪雅·拉西特/賓夕法尼亞大學)

此前,最小的自主可編程機器人尺寸超過一毫米,這一成就首次達到了二十年前.

但試圖將機器人體積縮小到更小的過程中遇到了障礙:微米尺度的獨特物理,阻力和粘性等力取代了重力和慣性。

“如果你夠小,推水就像推開瀝青一樣,”解釋米斯金。

這一突破是通過結(jié)合兩項最新發(fā)明實現(xiàn)的:密歇根大學研究人員開發(fā)的微型計算機,以及專門設(shè)計的推進系統(tǒng)在賓夕法尼亞大學開發(fā)。

推進系統(tǒng)不依賴任何活動部件;微型機器人沒有類似肢體的延伸部分,因為它們難以制造小巧且容易斷裂。

相反,它通過產(chǎn)生電場,在機器人身體周圍形成分子流動來工作。

“就像機器人在流動的河里,但機器人也讓河流流動?!?a>他說米斯金。

一個預(yù)測的示蹤粒子軌跡延時,靠近由三臺電機連接的機器人。(盧卡斯·漢森 & 威廉·萊因哈特/賓夕法尼亞大學)

將計算機塞進如此微小的平臺上,需要對計算機編程和半導(dǎo)體電路進行全面重新思考,他說密歇根大學的計算機科學家大衛(wèi)·布勞。

最終誕生的是一個耗時五年的微型機器人,能夠與其他機器人同步創(chuàng)造復(fù)群,運動群類似于魚群。

理論上,只要這些小組通過太陽能電池板上的LED燈充電,就能繼續(xù)自主運營數(shù)月。

研究人員樂觀地認為,隨著進一步的進步,他們能夠提升其基礎(chǔ)機器人的機載內(nèi)存,從而實現(xiàn)更復(fù)雜的編程,產(chǎn)生更復(fù)雜的自主行為。

也許有一天,像這樣微觀的裝置能成為我們身體的守護者細胞健康.

從小機器人,巨大可能性不斷成長......

該研究發(fā)表于科學機器人.

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