Роботы меньше 1 миллиметра умеют плавать и «танцуют» под микроскопом

Себестоимость одного такого робота равна примерно 1 центу.

Инженеры и исследователи Университета штата Мичиган и Университета штата Пенсильвания разработали микроскопических роботов, считающихся самыми маленькими полностью автономными и программируемыми устройствами в своем классе.

Размер робота равен примерно 200 на 300 на 50 микрометров, это меньше песчинки соли. Несмотря на крайне скромные габариты, роботы способны самостоятельно передвигаться в жидкости.

Кроме того, роботы умеют воспринимать параметры окружающей среды и выполнять вычисления. Они функционируют без проводов, магнитных полей или внешних контроллеров. Питание робота обеспечивают миниатюрные солнечные элементы, вырабатывающие около 75 нановатт энергии.

По словам ученых, новые роботы примерно в 10 тысяч раз меньше большинства существующих микроботов. Это позволяет работать в среде, ранее недоступной для робототехники, включая ткани организма.

Одной из ключевых инженерных проблем стало на субмиллиметровом уровне, где из-за вязкости среды обычные механические решения работают очень плохо. Вместо шестерен и приводов команда использовала принцип электрокинетического движения.

Роботы создают электрические поля, которые воздействуют на ионы в жидкости, формируя локальные потоки воды и обеспечивая перемещение аппарата в нужном направлении. Такой подход позволил отказаться от подвижных частей и повысить надежность конструкции.

Связь с роботами осуществляется оптическим способом: информация кодируется в характерных движениях, которые считываются под микроскопом. Примечательно, что миниатюрных роботов уже сейчас можно объединять в рои.

Разработчики рассматривают текущую версию как отправную точку. Хотя роботы уже могут автономно работать на протяжении нескольких месяцев и стоят около 1 цента, их конструкция может быть улучшена, а сами аппараты могут получить новые возможности.