Электронные «мозги» позволяют умным микроботам ходить

Группа исследователей из Корнеллского университета установила электронные «мозги» на работающих на солнечной энергии роботах размером не более 100–250 микрометров, что позволяет им ходить независимо, без внешнего управления.

Новая исследовательская работа под названиемМикроскопические роботы с бортовым цифровым управлением«в Наука о робототехнике.

Группы исследователей уже разработали микроскопические машины, способные ползать, плавать, складываться и т. д. Однако для создания движения и обеспечения электрического тока всегда использовались провода, или лазерные лучи должны были быть сфокусированы на определенных местах роботов.

Итай Коэн, профессор физики.

«Ранее нам приходилось буквально манипулировать этими «лидами», чтобы получить какой-либо ответ от бота», — говорит профессор Коэн. «Но теперь у нас есть эти мозги на борту, это все равно что отрывать нити от марионетки. Это похоже на то, когда Пиноккио приходит в сознание».

Новые разработки могут привести к появлению нового поколения микроскопических устройств, которые могут выполнять такие задачи, как отслеживание бактерий, идентификация химических веществ, борьба с загрязнителями и многое другое.

В команду вошли исследователи из Cohen Laboratories, Алисия Мавинар, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники. и Пол Маккуин, профессор физических наук. Ведущим автором статьи является докторант Майкл Рейнольдс.

Что такое электронные «мозги»

Электронный «мозг», о котором говорит команда, представляет собой схему часов, комплементарных оксиду металла (CMOS), состоящую из тысячи транзисторов и массива диодов, резисторов и конденсаторов. Используя интегрированную схему CMOS, можно генерировать сигнал для создания серии прямоугольных частот со сдвигом по фазе, которые определяют походку робота. Ноги робота представляют собой приводы на основе платины, а цепь и ноги питаются от фотогальванических элементов.

«В конечном счете, возможность передать команду позволит нам давать роботу инструкции, а внутренний мозг будет определять, как их выполнять», — сказал Коэн. Далее имеем разговор с ботом. Робот может рассказать нам что-то о своем окружении, а затем мы можем отреагировать, сказав ему: «Хорошо, иди туда и попробуй выяснить, что происходит».

Крупномасштабные роботы с CMOS-электроникой на борту примерно в 10 000 раз больше, чем этот недавно разработанный робот, который также может ходить со скоростью более 10 микрометров в секунду.

Инновационный производственный процесс команды создал платформу, которая может помочь другим исследователям оснастить микроскопических роботов собственными приложениями, которые могут включать химические детекторы или фотоэлектрические «глаза», которые помогают роботам ориентироваться, чувствуя изменения в освещении.

«Это позволяет вам представить себе очень сложных, высокоэффективных, хорошо программируемых микроскопических роботов, интегрированных не только с исполнительными механизмами, но и с датчиками», — сказал Рейнольдс. «Мы в восторге от применения в медицине — чего-то, что может перемещаться по тканям, выявлять хорошие клетки и убивать плохие — и в экологической терапии, если у вас есть робот, который знает, как расщеплять загрязняющие вещества или чувствовать опасные химические вещества и избавляться от них. из них.»