Мозги с человеческий волос
Распространено мнение, что автономные микророботы радикально изменят нашу жизнь. Они смогут доставлять лекарства через кровь, проводить микрооперации, например очищать стенки кровеносных сосудов от холестериновых бляшек, выявлять токсичные вещества и больные клетки организма, уничтожать бактерии и пр. Сегодня роботы в доли миллиметра размером уже способны перемещаться с помощью механических приводов и нести различные сенсоры.
Основная проблема в том, что роботы недостаточно автономны. Энергопитание и команды управления системами их датчиков и приводов инженеры подают с помощью электромагнитных полей или направленного лазерного излучения. Систем для внутренней обработки информации, то есть собственных мозгов, у роботов нет, потому что трудно разместить электронику на микропространстве. Пока что установить управляющий процессор удавалось только на роботах размером чуть менее сантиметра.
Недавно в США появилась прорывная разработка. Ее автор — Майкл Рейнольдс (Michael Reynolds) постдок Корнеллского университета, знаменитого своими ползающими, плавающими и ходящими роботами. В работе также приняли участие трое профессоров университета.
Исследователям удалось имплантировать управляющую микросхему на основе тысячи транзисторов в робота размером от десятой до четверти миллиметра. Схема генерирует сдвинутые по фазе управляющие электрические импульсы для скоординированной работы платиновых приводов, перемещающих робота. Теперь он способен автономно передвигаться со скоростью десять микрон в секунду. Питается он внешним солнечным излучением, а обмен информацией с базовой станцией происходит с помощью модулированного света.
Один из авторов статьи, профессор физики Итай Коэн (Itai Cohen), образно сравнивает результат работы с удалением нитей, управляющих марионеткой. «Наш Пиноккио теперь стал разумным», — говорит он. Фактически исследователи предложили робототехникам новую технологию. Она позволит встраивать управляющие схемы на основе современной микроэлектроники в самые разнообразные миниатюрные конструкции, которые станут способны к коммуникации, отклику на изменения среды и сложным действиям. Инженерам удалось на четыре порядка снизить размер управляющей роботами электроники, которую несложно будет производить в промышленных масштабах.