Инженеры установили мозги на роботах размером от 100 до 250 мкм, работающих от солнечной энергии. Инновация закладывает основу для нового поколения устройств, которые могут отслеживать бактерии, находить определенные химические вещества, уничтожать загрязнения, проводить микрохирургические операции и вычищать бляшки из артерий.
Размер и устройство робота. Изображение: Michael F. Reynolds, Science Robotics
За последнее время ученые создали множество микророботов, но всем им для движения требовались внешние устройства. Провода, по которым поступает ток, магнитное поле или лазерное воздействие. Новое устройство — первое, которое может работать автономно.
«Мозг» новых роботов представляет собой комплементарная структуру металл-оксид-полупроводник (CMOS), которая содержит тысячу транзисторов, а также массив диодов, резисторов и конденсаторов. Интегрированная схема CMOS генерирует сигнал, который создает серию прямоугольных волн, которые задают походку робота. Ноги робота представляют собой приводы на основе платины. И схема, и ноги питаются от фотогальванических элементов.
В каком-то смысле электроника очень проста. Эта тактовая схема не является скачком вперед в возможностях схем. Но вся электроника должна быть спроектирована так, чтобы иметь очень малое энергопотребление, чтобы нам не приходилось ставить огромные фотоэлектрические элементы для питания схемы.
Итай Коэн, профессор физики и соавтор исследования Движение одного из роботов под микроскопом. Видео: Michael F. Reynolds, Science Robotics
Чтобы продемонстрировать возможности системы ученые собрали три экспериментальных робота. Двуногое существо, четвероногую «собаку» и шестиногого «муравья». Все устройства успешно прошли испытания. При этом новые роботы примерно в 10 тыс. раз меньше, чем макророботы с встроенной CMOS-электроникой, и могут двигаться со скоростью более 10 мкм/с.
