Vești de la Universitatea Cornell: Au inventat micro-roboți autonomi, cu creier propriu, care pot intra în trupul uman

Cercetătorii de la Universitatea Cornell au instalat „creiere” electronice în micro-roboți alimentați cu energie solară, care au o dimensiune de 100 până la 250 de micrometri – fiind mai mici decât capul unei furnici –, astfel încât aceștia să poată merge în mod autonom, fără a fi controlați din exterior, se anunță într-o postare pe site-ul universității.

Deși cercetătorii de la Cornell și alții au dezvoltat anterior mașini microscopice care se pot târî, pot înota, pot merge și se pot plia, aceste dispozitive au avut mereu „sfori” atașate; pentru a putea genera mișcare, erau folosite fire pentru a furniza curent electric sau fascicule laser, care era necesar să fie concentrate direct pe anumite zone ale roboților.

„Înainte, era literalmente necesar să manipulăm aceste «sfori» pentru a obține un răspuns din partea robotului. Dar acum, când avem aceste creiere «la bord», este ca și cum ai tăia sforile marionetei. Este ca atunci când Pinocchio a căpătat conștiință”, a spus Itai Cohen, profesor de fizică la Colegiul de Arte și Științe.

Lucrarea echipei, „Microscopic Robots with Onboard Digital Control” („Roboți microscopici cu control digital integrat”), a fost publicată pe 21 septembrie în Science Robotics.

„Creierul” noilor roboți este compus dintr-un circuit de ceas semiconductor metal-oxid complementar (CMOS), care conține o mie de tranzistori, plus o serie de diode, rezistențe și condensatori. Circuitul CMOS integrat generează un semnal care produce o serie de frecvențe de unde pătrate defazate, care, la rândul lor, stabilesc mișcările robotului. Picioarele robotului sunt actuatoare pe bază de platină. Atât circuitul, cât și picioarele sunt alimentate de energie fotovoltaică.

Echipa a creat trei roboți pentru a demonstra integrarea CMOS: un mini-robot Purcell cu două picioare, numit după fizicianul Edward Purcell, care a propus un model la fel de simplu pentru a explica mișcările microorganismelor; un mini-robot-furnică cu șase picioare, mai complicat, cu mersul asemănător celui al unei insecte; și un mini-robot „câine” cu patru picioare, care poate varia viteza cu care merge datorită unui circuit modificat care primește comenzi prin impuls laser.

„În cele din urmă, capacitatea de a comunica o comandă ne va permite să trimitem instrucțiuni robotului, iar creierul intern își va da seama cum să le execute. Atunci avem o conversație cu robotul. Robotul ar putea să ne spună ceva despre mediul său, iar apoi putem reacționa spunându-i: «Bine, du-te acolo și caută să afli ce se petrece»”, a spus Cohen.

Noii roboți sunt de aproximativ 10.000 de ori mai mici decât roboții la scară macro care dispun de o electronică CMOS la bord și pot merge cu o viteză mai mare de 10 micrometri pe secundă.

„Acest aspect ne face să ne imaginăm ceva cu adevărat complex, roboți microscopici extrem de funcționali, care au un grad ridicat de programabilitate, dotați nu numai cu actuatoare, ci și cu senzori. Suntem încântați de utilizarea lor în medicină – s-ar putea mișca în țesuturi și identifica celulele bune și ar putea ucide celulele rele –, precum și în purificarea mediului, de exemplu, un robot care știe să descompună poluanții sau să detecteze o substanță chimică periculoasă și să o elimine”, a spus Michael Reynolds, autorul principal al cercetării.

În mai, echipa a integrat circuitele de ceas CMOS în cili artificiali, care au fost, de asemenea, construiți cu actuatoare pe bază de platină, alimentate electric, pentru a manipula mișcarea fluidelor.

„Partea cu adevărat distractivă este că, așa cum nu am știut niciodată ce va face iPhone-ul până când nu l-am distribuit în lume, ceea ce sperăm acum este că, odată ce am arătat rețeta pentru conectarea electronicelor CMOS la membre cu acționare robotică, putem răspândi acest [minirobot], iar oamenii pot proiecta microcipuri cu putere redusă care pot face tot felul de acțiuni. Acesta este scopul lansării ideii, de a lăsa imaginația oamenilor să se manifeste”, a spus Cohen.

Cercetarea a fost susținută de Centrul Cornell pentru Cercetarea Materialelor, care este susținut de programul MRSEC (Materials Research Science and Engineering Centers) al NSF (National Science Foundation); Fundația Națională de Știință; Biroul de Cercetare Științifică al Forțelor Aeriene; Biroul de Cercetare al Armatei; și Institutul Kavli de la Universitatea Cornell pentru Știința la Scară Nanometrică.

Citiți și:
Resetarea medicinei sau resetarea omenirii prin nanotehnologie (I)
Au fost creați primii roboți vii: cum se reproduc xenoboții
Ioan-Aurel Pop: Omenirea nu are nevoie de roboți! Esența umană este gândirea proprie, independentă și posibilitatea de a lua decizii inteligente

yogaesoteric
21 decembrie 2022