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微型机器人正在他们的路上

大号 伊克弗兰肯斯坦,马克米斯金的机器人最初一动不动。 然后他们的四肢挺身而出。

但是这些机器人的大小只是一团尘埃。 成千上万的人在一块硅片上并排放置,类似于用于计算机芯片的硅片,就像弗兰肯斯坦的生活一样,他们自由自拔并开始爬行。

宾夕法尼亚大学电气与系统工程教授Miskin博士说:“我们可以把你最喜欢的硅电子产品放在上面,然后在它上面制造一百万个。” “这就是愿景。”

他想象这些微型电池有很多用途,大小与电池一样大。 他们可以爬进手机电池,清洁并恢复活力。 它们可能是神经科学家的福音,钻入大脑来测量神经信号。 培养皿中的数百万个可用于测试网络和通信中的想法。

这项研究是在3月份在波士顿举行的美国物理学会会议上提出的,是物理学家理查德·费曼在1959年的一次演讲中提出的最新一步,即“底部有足够的空间”,关于信息如何被包装成原子级结构,分子机器可以改造技术。

在过去的50年里,费曼对信息存储的预测已基本实现。 “但第二个目标 - 机器的小型化 - 我们真的刚刚开始,”米斯金博士说。

新机器人利用与计算机芯片相同的基本技术。 康奈尔大学(Cornell University)的物理学家保罗麦克恩(Paul McEuen)说:“我们正在做的是从60年的硅片中窃取。” “制作一块100微米的硅芯片并没什么大不了的。 不存在的基本上是机器人手臂的外骨骼,即执行器。“

在另一位康奈尔大学物理学家McEuen博士和Itai Cohen博士的实验室工作期间,Miskin博士开发出一种技术,将硅和钛层放在硅片上。 当施加电压时,铂收缩而钛保持刚性,并且平坦表面弯曲。 弯曲成为移动机器人肢体的马达,每个机器人的肢体大约有一百个原子。

这个想法并不新鲜。 像加州大学伯克利分校的Kris Pister这样的研究人员几十年来一直在谈论“智能尘埃”,这种微小的传感器可以报告环境条件。 但在开发实用版本时,为了适应电池,智能灰尘变得更大,更像是智能砾石。

Miskin博士通过省去电池解决了电力难题。 相反,他通过在背面的微小太阳能电池板上照射激光来为机器人提供动力。

“我认为这很酷,”Pister博士谈到Miskin博士,McEuen博士及其合作者的工作。 “他们制造了一个超小型机器人,你可以通过照亮它来控制它,这可能有各种有趣的应用。”

由于机器人采用传统的硅技术制造,因此采用传感器测量温度或电脉冲应该是直截了当的。

米斯金博士说,当他们发现机器人运行的电压只有几分之一伏特而且仅消耗十亿分之一瓦时,他的电气工程同事往往不敢相信:“'你的意思是你可以拿走我的东西,把腿放在上面?' “是的,绝对。” “然后你可以让它进行试点计算并完成所有其他工作吗?” 人们真的很兴奋。“

挑战仍然存在。 对于注入大脑的机器人,激光不能作为动力源。(Miskin博士说磁场可能是另一种选择。)他想让其他机器人游泳而不是爬行。 (对于小型机器,游泳可能很困难,因为水变得粘稠,就像蜂蜜一样。)

Miskin博士仍然希望他能在几年内展示实用的微型产品。

“这真的归结为你需要做多少创新?”他说。 “而我喜欢这个项目的是很多功能性的东西,答案是没有。 你拿出存在的零件并将它们组合在一起。“

Kenneth Chang自2000年以来一直在“泰晤士报”撰写有关物理,地质,化学和行星的文章。 在成为一名科学作家之前,他是一名研究生,他的研究涉及控制混乱。

· 2019-05-03 08:09  本新闻来源自:nytimes,版权归原创方所有

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