أصغر روبوت قابل للبرمجة في العالم بالكاد يمكن رؤيته ScienceAle

لا يزال الروبوت الصغير الذي لا يمكن رؤيته بالكاد قادراً على “الإحساس والتفكير والتصرف” بشكل مستقل، وفقاً للمهندسين الذين قاموا ببنائه.

وعلى حد علم الفريق، فإن هذا الاختراع المشترك هو أصغر روبوت قادر للبرمجة في العالم ويمكنه التحرك بشكل مستقل عبر السوائل، مما يؤدي إلى تقليص حجم التصميمات السابقة بحوالي 10000 مرة.

ويزعم الباحثون في جامعة بنسلفانيا وجامعة ميشيغان، الذين طوروا الجهاز، أنه حتى الآن لم يتمكن أحد من وضع جهاز كمبيوتر حقيقي – مزود بمعالج وذاكرة وأجهزة استشعار ونظام دفع – في منصة بهذا الحجم الصغير.

متعلق ب: نجحت روبوتات صغيرة في إزالة الالتهاب الرئوي من رئتي الفئران

من شأن النمش أن يفوق حجم الجهاز المتناهي الصغر، الذي لا يزيد حجمه عن حبة الملح، وهو صغير جدًا لدرجة أنه يمكنه التوازن على حافة بصمة الإصبع.

وفي الواقع، فهو بالكاد مرئي، ويبلغ عرضه 200 × 300 ميكرومتر فقط، وسمكه 50 ميكرومترًا.

عند وضع الروبوت الصغير على عملة معدنية، فهو أصغر حجمًا من التاريخ المختوم للعملة المعدنية.

وميض، وقد تفقد ذلك.

يتمتع التصميم بإمكانيات هائلة، على الرغم من صغر حجمه.

يدعي مبتكروها أن المنصة القابلة للبرمجة بالكامل (والتي تعمل فقط عندما تكون مغمورة بالسوائل) يمكنها التحرك والإحساس والتصرف والحساب باستخدام الخلايا الشمسية التي تولد حوالي 100 نانو واط فقط من الطاقة.

ويمكنه أيضًا قياس درجة حرارة السائل المغمور فيه، وتوصيل تلك القياسات عن طريق القيام “بالرقصة” قليلاً، على غرار كيف يتواصل نحل العسل.

“هذا في الحقيقة مجرد الفصل الأول” يقول مهندس الروبوتات النانوية مارك ميسكين من جامعة بنسلفانيا.

“لقد أظهرنا أنه يمكنك وضع دماغ، وجهاز استشعار، ومحرك في شيء صغير جدًا تقريبًا بحيث لا يمكن رؤيته، وجعله يبقى على قيد الحياة ويعمل لعدة أشهر.

“بمجرد أن يكون لديك هذا الأساس، يمكنك إضافة جميع أنواع الذكاء والوظائف. إنه يفتح الباب أمام مستقبل جديد تمامًا للروبوتات على المستوى المجهري.”

قبل الآن، كان حجم أصغر الروبوتات المستقلة والقابلة للبرمجة يزيد عن ملليمتر واحد، وهو إنجاز تم تحقيقه لأول مرة منذ أكثر من ملليمتر. قبل عقدين من الزمن.

لكن محاولات تقليص الروبوتات إلى أي حجم أصغر تواجه عقبة: الفيزياء الفريدة لمقياس الميكرومتر، حيث تتولى قوى مثل السحب واللزوجة المسؤولية عن الجاذبية والقصور الذاتي.

“إذا كنت صغيرًا بما يكفي، فإن الضغط على الماء يشبه الدفع عبر القطران” يشرح فقير.

تم تحقيق هذا الإنجاز من خلال الجمع بين اختراعين حديثين: جهاز كمبيوتر مجهري طوره باحثون من جامعة ميشيغان، وجهاز كمبيوتر مجهري نظام دفع مصمم خصيصًا تم تطويره في جامعة بنسلفانيا.

لا يعتمد نظام الدفع على أي أجزاء متحركة؛ لا يحتوي الروبوت الصغير على امتدادات تشبه الأطراف لأنه من الصعب بناءها صغيرة ويمكن أن تنكسر بسهولة.

وبدلاً من ذلك، فهو يعمل عن طريق توليد مجال كهربائي يخلق تدفقًا للجزيئات حول جسم الروبوت.

“يبدو الأمر كما لو كان الروبوت في نهر متحرك، ولكن الروبوت أيضًا يتسبب في تحرك النهر.” يقول فقير.

يتطلب حشر جهاز كمبيوتر على مثل هذه المنصة الصغيرة إعادة التفكير بشكل كامل في برمجة الكمبيوتر ودوائر أشباه الموصلات. يقول ديفيد بلاو، عالم الكمبيوتر في جامعة ميشيغان.

إطار الحدود = “0” سماح = “مقياس التسارع؛ التشغيل التلقائي؛ الكتابة في الحافظة؛ الوسائط المشفرة؛ جيروسكوب؛ صورة داخل صورة؛ مشاركة الويب” Referrerpolicy=”strict-origin-when-cross-origin”allowfullscreen>

والنتيجة هي روبوت صغير، استغرق تصنيعه خمس سنوات، ويمكنه أن يتزامن مع الآخرين، ويخلق مجموعات معقدة ومتحركة على غرار مدارس الأسماك.

ومن الناحية النظرية، يمكن لهذه المجموعات الاستمرار في العمل بشكل مستقل لعدة أشهر، بشرط أن يتم شحنها بواسطة ضوء LED الموجود على ألواحها الشمسية.

الباحثون متفائلون بأنه مع مرور الوقت، ومع مزيد من التقدم، سيكونون قادرين على زيادة الذاكرة الموجودة على الروبوتات البدائية الخاصة بهم لتمكين برمجة أكثر تعقيدًا تنتج سلوكيات مستقلة أكثر تطورًا.

ربما في يوم من الأيام يمكن لجهاز مجهري مثل هذا أن يصبح حارسًا لأجسامنا الصحة الخلوية.

من الروبوتات الصغيرة، تنمو الإمكانيات الكبيرة…

ونشرت الدراسة في الروبوتات العلمية.