Robotkretsarna, som är en sextondels kvadramillimeter, är utrustade med processor, solcell, ljussensor, två tempsensorer och en jonmotor. I volym skulle de kosta en tioöring.
Universiteten i Michigan och Penn har skapat en autonom mobil simmande robot. De säger att den är ”världens minsta”. Den är liten som ett saltkorn‚ 0,3x0,2 mm. Tjockleken är 0,05 mm.
Se fler bilder nedan!
Det unika är framdrivningen, jon-driven elektrokinetik. Den tillåter roboten att förflytta sig och röra sig i komplexa mönster. Kretsen kan komma att göra nytta inom medicin och mikrotillverkning.
Kretsen skulle kanske kunna övervaka enskilda cellers hälsa genom att mäta temperatur. Eller kanske fungera som en mikroskopisk maskin som bygger andra mikroskopiska artefakter.
Kretsens yta är en solcell som även fungerar som ljussensor och används för datainput. Du kan multicasta samma data till robotarma i grupp, eller adressera dem enskilt.
Roboten förbrukar 75 nanowatt varav 15 går till processorn och 60 till framdrivningen.
Den kan simma i vattnet i månader – om det är ljust omkring. I mörker stannar den – den har ingen energilagring.
De två tempsensorna har en noggrannhet på en tredjedels grad Celsius. De sitter på varsin sida – så roboten kan exempelvis simma åt det varmaste hållet.
Kan du gissa hur den levererar utdata? Du har alla pusselbitar på plats. Svaret kommer längre ner i denna text. Det finns en söt förebild i naturen.
Det centrala forskningsbidraget är framdrivningstekniken. Problemet att förflytta mikrorobotar har bromsat fältet i 40 år, enligt forskarna. Fram tills nu.
Roboten genererar ett elektriskt fält som knuffar joner i den omgivande vätskan. Jonerna trycker på närliggande vattenmolekyler vilket skapar en kraft som flyttar roboten.
Kretsen genererar ett elektriskt fält genom att utnyttja fyra av sina pads som elektroder. Likström flyter mellan elektroderna genom den omkringliggande vätskan med joner som laddningsbärare. Jonernas rörelse sätter vattenmolekyler i rörelse. Vatten skulle fungera hjälpligt, men forskarna tillsätter H₂O₂ för bättre prestanda.
Processorn har ett litet instruktionsminne på 32 stycken 11-bitarsinstruktioner. Dataminnet är på 128 bitar. Arkitekturen är en egendesignad CISC med 11 instruktioner och fyra register. Den är tillverkad i 55 nm CMOS på ett kommersiellt foundry.
Utdata? Den dansar, som ett honungsbi. Forskarnas kamera avkodar. De har dock inget protokoll för kommunicera inbördes.
Här (länk) kan du läsa en öppen rapport om den lilla robotdansaren.
Nedan: ovanför en penny
Nedan: Två robotar i biologisk vävnad 