世界上最小的可编程机器人几乎看不见

据制造它的工程师说,这个几乎看不见的微型机器人依然可以自主“感知、思考和行动”。

据团队所知,这项联合发明是世界上最小的可编程机器人,能够自主穿越流体,使之前设计体积减少约1万倍。

开发该设备的宾夕法尼亚大学和密歇根大学的研究人员声称,直到现在,还没有人将配备处理器、内存、传感器和推进系统的真实计算机安装到如此小的平台上。

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一颗雀斑会比那个微小的装置还大,后者不比一粒盐大,而且小到可以平衡在指纹的脊上。

事实上,它几乎看不见,宽度仅为200乘300微米,厚度仅50微米。

这个微型机器人放在一枚便士上,比硬币上盖有日期的还要小。

眨眼间,你可能会失去它。

微型机器人被放置在一分钱的年份旁边,以示比例。(凯尔·斯凯利尔/宾夕法尼亚大学)

尽管体积极小,设计潜力巨大。

其开发者声称,这个完全可编程的平台(仅在浸泡在流体中时工作)能够通过仅产生约100纳瓦功率的太阳能电池进行移动、感知、行动和计算。

它甚至可以测量浸没液体的温度,并通过做一些“舞蹈”来传递这些数据,类似于蜜蜂的交流方式.

“这其实只是第一章,”他说宾夕法尼亚大学的纳米机器人工程师Marc Miskin。

“我们已经证明,你可以把大脑、传感器和电机装进几乎看不见的小物体里,让它存活并工作数月。

“一旦有了这个基础,你就可以叠加各种智能和功能。它为微观机器人技术打开了全新的未来之门。”

微型机器人在一张纸(左上角)中生产,面积大致相当于指尖(左下角)。每个机器人包含太阳能电池、光学接收器、两个温度传感器、一个用于信息接收和决策的处理器、四个驱动其运动的执行器面板,以及四个接收器,使机器人能够识别接收到的程序。(玛雅·拉西特/宾夕法尼亚大学)

此前,最小的自主可编程机器人尺寸超过一毫米,这一成就首次达到了二十年前.

但试图将机器人体积缩小到更小的过程中遇到了障碍:微米尺度的独特物理,阻力和粘性等力取代了重力和惯性。

“如果你够小,推水就像推开沥青一样,”解释米斯金。

这一突破是通过结合两项最新发明实现的:密歇根大学研究人员开发的微型计算机,以及专门设计的推进系统在宾夕法尼亚大学开发。

推进系统不依赖任何活动部件;微型机器人没有类似肢体的延伸部分,因为它们难以制造小巧且容易断裂。

相反,它通过产生电场,在机器人身体周围形成分子流动来工作。

“就像机器人在流动的河里,但机器人也让河流流动。”他说米斯金。

一个预测的示踪粒子轨迹延时,靠近由三台电机连接的机器人。(卢卡斯·汉森 & 威廉·莱因哈特/宾夕法尼亚大学)

将计算机塞进如此微小的平台上,需要对计算机编程和半导体电路进行全面重新思考,他说密歇根大学的计算机科学家大卫·布劳。

最终诞生的是一个耗时五年的微型机器人,能够与其他机器人同步创造复群,运动群类似于鱼群。

理论上,只要这些小组通过太阳能电池板上的LED灯充电,就能继续自主运营数月。

研究人员乐观地认为,随着进一步的进步,他们能够提升其基础机器人的机载内存,从而实现更复杂的编程,产生更复杂的自主行为。

也许有一天,像这样微观的装置能成为我们身体的守护者细胞健康.

从小机器人,巨大可能性不断成长......

该研究发表于科学机器人.

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