پژوهشگران دانشگاه پنسیلوانیا و دانشگاه میشیگان موفق به ساخت کوچکترین ربات برنامهپذیر جهان شدهاند؛ رباتی آنقدر ریز که بهسختی با چشم دیده میشود، اما میتواند بهصورت مستقل «حس کند، فکر کند و عمل کند».
به گفته سازندگان، این میکروربات قادر است بهطور خودکار درون مایعات حرکت کند و حجم آن در مقایسه با نمونههای پیشین، حدود ۱۰ هزار برابر کوچکتر شده است. این نخستین بار است که یک «رایانه واقعی» شامل پردازنده، حافظه، حسگر و سامانه حرکتی در چنین ابعاد میکروسکوپی قرار میگیرد.
ابعاد این ربات تنها ۲۰۰ در ۳۰۰ میکرومتر و ضخامت آن حدود ۵۰ میکرومتر است؛ یعنی حتی از یک ککومک روی پوست هم کوچکتر و بهاندازهای ریز که میتواند روی شیار یک اثر انگشت تعادل داشته باشد. اگر روی یک سکه قرار بگیرد، از تاریخ حکشده روی آن هم کوچکتر به نظر میرسد.
با وجود اندازه بسیار کوچک، این ربات تواناییهای چشمگیری دارد. این سامانه کاملاً برنامهپذیر، تنها زمانی که در مایع قرار دارد کار میکند و انرژی خود را از سلولهای خورشیدی بسیار ضعیفی تأمین میکند که تنها حدود ۱۰۰ نانووات توان تولید میکنند. ربات میتواند دمای مایع اطراف را اندازهگیری کرده و نتایج را از طریق نوعی «رقص حرکتی» منتقل کند؛ روشی الهامگرفته از نحوه ارتباط زنبورهای عسل.
«مارک میسکین»، مهندس نانورباتیک دانشگاه پنسیلوانیا، میگوید: «این فقط فصل اول است. ما نشان دادیم میتوان مغز، حسگر و موتور را در چیزی تقریباً نامرئی جا داد و آن را برای ماهها فعال نگه داشت. این کار راه را برای آیندهای کاملاً جدید در رباتیک میکروسکوپی باز میکند.»
تا پیش از این، کوچکترین رباتهای خودکار و برنامهپذیر بیش از یک میلیمتر اندازه داشتند. اما کوچکتر کردن رباتها با چالشهای فیزیکی مقیاس میکرونی روبهرو بود؛ جایی که نیروهایی مانند گرانروی و اصطکاک سیالات، جای گرانش و اینرسی را میگیرند. به گفته میسکین، «در این مقیاس، حرکت در آب شبیه هل دادن جسمی در قیر است.»
این پیشرفت با ترکیب دو فناوری جدید به دست آمده است: یک رایانه میکروسکوپی توسعهیافته در دانشگاه میشیگان و یک سامانه حرکتی نوآورانه از دانشگاه پنسیلوانیا. این سامانه بدون قطعات متحرک کار میکند و با ایجاد میدان الکتریکی، جریان مولکولی اطراف ربات را به حرکت درمیآورد.
نتیجه این تلاش پنجساله، میکرورباتهایی است که میتوانند با یکدیگر هماهنگ شوند و گروههایی شبیه به دستههای ماهی تشکیل دهند. بهصورت نظری، این رباتها میتوانند ماهها بهطور مستقل فعال بمانند، به شرط آنکه از طریق نور LED شارژ شوند.
پژوهشگران امیدوارند در آینده با افزایش حافظه و توان پردازشی، رفتارهای پیچیدهتری را به این رباتها اضافه کنند؛ حتی شاید روزی چنین ابزارهای میکروسکوپی به نگهبانان سلامت سلولی بدن انسان تبدیل شوند.
این پژوهش در نشریه علمی Science Robotics منتشر شده است.
کد خبر ۲۱۲۰۴۱۰۰۹.۱۵۸
منبع: ساینس الرت
