Технологии

Как роботы размером с человеческую клетку помогут найти болезнь прямо в теле

24 июля 2018 | 13:15

Ученые из Массачусетского технологического института (MIT) создали самых маленьких функциональных роботов в мире. Микроскопические электронные схемы размером с человеческую яйцеклетку (130 мкм) изготовлены из двумерных материалов и «катаются верхом» на коллоидах — нерастворимых частицах, которые остаются взвешенными в жидкости и газе. Они могут собирать и хранить данные и даже выполнять вычислительные задачи.

Роботы без батарей и внешних источников питания

Соединив коллоиды с микросхемами, исследователи надеются создать устройства, которые можно было бы рассеивать для диагностики нарушений в любой среде — будь-то пищеварительная система человека, нефтегазопровод или воздух на химическом заводе.

«Коллоиды способны входить в окружающую среду и перемещаться так, как другие материалы не могут, — говорит исследователь Майкл Стэно в блоге MIT. — Частицы пыли, например, могут беспрепятственно плавать в воздухе, потому что они достаточно малы, чтобы случайные движения сталкивающихся в воздухе молекул были сильнее, чем действие силы тяжести. Точно так же коллоиды, взвешенные в жидкости, никогда не оседают».

Другие разработчики микророботов в своих исследованиях делали акцент на разработке способов контроля движения, например, хвостовидных жгутиков, которые есть у многих микроорганизмов. Но ученые MIT сфокусировались не на мобильности, а на функциональности.

Крошечные роботы не требуют внешнего источника питания или внутренних батарей. Они питаются автономно, используя небольшие фотодиоды — приемники оптического излучения, которые преобразуют попавший на их фоточувствительную область свет в электрический заряд. Такого заряда достаточно, чтобы обеспечить электричеством микросхемы, позволить им собирать информацию об окружающей среде, хранить эти данные в своей памяти и считывать после выполнения миссии.

Дизайн крошечных устройств, предназначенных для свободного плавания в жидкости или воздухе / MIT
Дизайн крошечных устройств, предназначенных для свободного плавания в жидкости или воздухе / MIT

Зачем нужны микророботы

По словам Стэно, такие устройства могут стать благом для нефтегазовой отрасли. В настоящее время основной способ проверки утечек или других проблем на трубопроводах состоит в том, чтобы люди перемещались по трубе, осматривая ее с помощью дорогих инструментов. Микророботы-диагносты могли бы переноситься по трубе вместе с потоком, записывая условия, с которыми сталкивались на своем пути, включая наличие загрязняющих веществ, которые могут указывать на расположение проблемных областей. Аналогично такие частицы потенциально могут использоваться для диагностических целей в организме, например, для прохождения через пищеварительный тракт в поисках признаков воспаления или других показателей заболевания.

Данные из наноразмерной робототехники можно получить с помощью специальных зондов, но команда надеется добавить устройствам коммуникационные возможности, чтобы они могли передавать информацию без физического взаимодействия.

Источник: MIT

Читайте также: 5 роботов, которые сделают за людей грязную работу