(A)蚂蚁(yǐ)旁边的微型机器人。(B)机器人的放大(dà)视(shì)图。(C)机器人的一条腿 ,由刚性面板、活(huó)动铰链组(zǔ)成。(D)带有标(biāo)记的主要电路(lù)块的电路的CAD布局图像(xiàng)。(E)微型机(jī)器人控制电路的(de)光(guāng)学显微镜图(tú)像。图片来源:《科学·机器人》
据发表在21日的《科(kē)学·机器人》杂志(zhì)的论文,美国康奈尔大学的研究人员在(zài)100到250微米(mǐ)大小的太阳能(néng)机器人上安装(zhuāng)了比蚂蚁头还(hái)小的(de)电(diàn)子“大(dà)脑”,这样它们就可以在不(bú)受外(wài)部(bù)控制的情况下(xià)自(zì)主行(háng)走。
这项创新为新(xīn)一代(dài)微型设备奠(diàn)定了基础(chǔ),这些设备(bèi)可以跟踪细(xì)菌、嗅(xiù)出化(huà)学物质、摧毁污染物(wù)、进行显微手(shǒu)术并清除(chú)动脉中的斑块(kuài)。
这种新(xīn)型机器人的“大脑”是(shì)一个互(hù)补金属(shǔ)氧(yǎng)化物半导体(CMOS)时钟电路(lù),它包含1000个晶体管,外加二极管、电阻器和电容器阵列。集(jí)成CMOS电路产生一个信号(hào),该信(xìn)号产生一系(xì)列相移的方(fāng)波频率,进而设定机器人的(de)步态(tài)。机器(qì)人腿是铂基制(zhì)动器,电路和支腿都(dōu)由(yóu)光伏(fú)供电(diàn)。
新型机器人的大小仅为搭载在机载CMOS电子(zǐ)设备上的大型机器人的万分之一,并且可以每秒10微米以上(shàng)的速度行走。
研(yán)究人(rén)员之前已经开发出了可以爬行(háng)、游(yóu)泳、行(háng)走和折叠(dié)自己(jǐ)的微型机器人,但总是有连接在一起的“线”。为了产生(shēng)运动(dòng),这根电线被(bèi)用来提供电流,或者必须让激光光束(shù)直接聚焦到机器人(rén)身上(shàng)的特定(dìng)位置。
“以前,我(wǒ)们必须操纵这些‘线’,才能(néng)从机器人那里(lǐ)得到任何形式的反应。”康(kāng)奈尔(ěr)大(dà)学物理学(xué)教授伊(yī)泰·科恩(ēn)说,“现在我们有了这些(xiē)大脑,仿佛从提线木偶(ǒu)上解(jiě)开(kāi)了绳子,就像(xiàng)匹诺曹有了意识一样。”