Половин век след като Нийл Армстронг запомнящо се произнесе думите „един огромен скок за човечеството“, технологичните иновации намаляха. Да, ние все още се вълнуваме от огромни, издигащи небето сгради и противодействащата на гравитацията сила на ракетите, но много от най-големите постижения се осъществяват в мащаб, който е невъобразимо малък в сравнение с този на миналата година. Новите поколения мобилни устройства – независимо дали са лаптопи, смартфони и смарт часовници – намаляват дебелината на своите и без това тънки предшественици на милиметри; правейки вече малките и преносими устройства още по-малки и по-преносими. Технологията CRISPR/cas9 позволява на учените да редактират отделни гени; потенциално изкореняване на смъртоносни болести като резултат. Новите процеси в нанометров мащаб позволяват на дизайнерите на чипове да изстискват все повече транзистори върху повърхността на интегралните схеми; удвояване на изчислителната мощност на всеки 12-18 месеца в процеса.
Съдържание
- Примерите са навсякъде
- Как ще ги използваме?
Светът на роботиката не е по-различен. Мислете, че роботи като Boston Dynamics робот Spot, вдъхновен от кучетата или хуманоиден робот Atlas са на върха на купчината иновации, просто защото са най-видими? Не толкова бързо! В по-малкия край на спектъра напредъкът може да не е толкова очевиден, но в техния мащаб може да е още по-вълнуващ.
Добре дошли в света на роботите в микромащаб, жанр роботика, който е по-малко привличащ вниманието със спиране и взиране, отколкото неговите метални големи братя и сестри, но потенциално също толкова трансформиращ. Тези роботи могат да бъдат полезни за широк спектър от приложения, от извършване на микро- или наномащабни хирургически подвизи до изследване на други планети.
Свързани
- Завършващ щрих: Как учените дават на роботите човекоподобни тактилни сетива
- Ето какво анализира тенденцията A.I. смята, че ще бъде следващото голямо нещо в технологиите
- Запознайте се с ксеноботите: Живи, биологични машини, които биха могли да революционизират роботиката
Примерите са навсякъде
Демонстрациите на тази технология в действие са навсякъде. Наскоро изследователи от Университета на Южна Калифорния построиха a летящ робот, вдъхновен от насекоми който тежи само 95 милиграма и е по-малък от стотинка.
S1
Междувременно в немския Институт Макс Планк за интелигентни системи например инженерите са построи малка управляема кола. Това не звучи особено необичайно, докато не чуете, че въпросната кола не е малка кола като Chevrolet Spark или Ford Fiesta, а по-скоро робот с форма на кола само 40 до 50 микрометра в размер. Това е около половината от диаметъра на един човешки косъм. Лабораторията е изградила серия от такива самосглобяващи се мобилни микромашини, които могат да бъдат програмирани да се сглобяват в голямо разнообразие от различни формации в зависимост от това какво се изисква от тях. И това не е всичко.
„Нашият екип предложи [редица] нови синтетични и биохибридни микророботи,“ Д-р Метин Сити, директор на отдела за физически интелект на института Макс Планк, каза пред Digital Trends. „Като синтетични дребномащабни роботи, ние демонстрирахме различни програмируеми безжични мобилни роботи с мека форма с възможност за много придвижване и многофункционална работа. Такива меки миниатюрни роботи са вдъхновени от меки дребни животни като медузи, гъсеници, топки, сперматозоиди и ларви на бръмбари. Като биохибридни микророботи, ние [също] предложихме задвижвани от бактерии и водорасли микроплувци за доставяне на прикачените товари в целевите региони, докато усещат микросреда, [като] химически или кислородни градиенти, промени в pH и светлина."
„[Микророботите могат да бъдат полезни] за неинвазивна или минимално инвазивна медицинска диагностика и лечение за кратко или дълго време.“
Думата „те“, както е в множествено число, се използва често, когато хората говорят за микроботове. Можем да обмислим възможността няколко робота с големи размери да работят заедно, но е вероятно само няколко да функционират заедно един с друг. Ако перифразираме „Булеварда на разбитите мечти“ на Green Day, роботи от този мащаб са проектирани да ходят (или да се търкалят, или да пълзят, или да плуват, или да скачат) сами. Не е така в по-малкия край на спектъра.
„При традиционните роботи роботите трябва да са сложни и да могат да изпълняват сложни задачи обикновено сами“, каза Деа Гю Ким, кандидат за докторска степен, работещ върху микророботи в Georgia Tech. „Въпреки това, с микророботите те могат да бъдат по-евтини и прости. Вместо да разчитат на един робот, за да извърши едно специфично сложно действие, голяма група от тях може да взаимодейства по различни начини, за да изпълни различни действия.
Този малък робот, направен в Georgia Tech, е едва видим
Роботите, върху които работи Ким, са дълги няколко милиметра, приблизително колкото мравка. (Въпреки че в бъдеще екипът се надява да направи още по-малък.) Наречен „четина-ботове”, 3D отпечатаните творения ходят на четири или шест крака, подобни на четина. Благодарение на наличието на пиезоелектричен задвижващ механизъм, изработен от оловен цирконат титанат на гърба им, те могат да се управляват с помощта на малки вибрации.
Как ще ги използваме?
„Най-идеалното приложение в реалния свят [за тези роботи] за мен е да използвам голяма група ботове с четина за достъп до труднодостъпни зони, като напр. пукнатини вътре в голяма инфраструктура или малки пропуски в сложни машини, където хората или типичните роботи не могат да отидат и да извършват проучвания“, Ким продължи. „[Те биха могли да работят, като] имитират поведението на насекомите при търсене на храна и [предават] обратни данни, които представляват интерес.“
Метин Сити, междувременно, смята, че областта на медицината е мястото, където тези малки роботи ще бъдат от най-голяма полза. „Вярвам, че най-голямото научно и обществено въздействие на мобилната микророботика би било в здравеопазването, където безжичните микророботи могат да имат достъп до безпрецедентни или труднодостъпни зони в човешкото тяло,” Сити продължи. „[Това може да бъде полезно] за неинвазивна или минимално инвазивна медицинска диагностика и лечение за кратко или дълго време. Ето защо моята група се фокусира върху прилагането на нашите нови микророботи за различни медицински приложения, като насочена терапия на рак, емболизация, отваряне на кръвен съсирек, биопсия и микрохирургия.“
Има още много идеи откъде идват тези двамата. От агенти за непрекъснато изобразяване до микроекипи от роботи, способни да преместват обекти, много по-големи от себе си, до управлявани от магнит микророботи, които могат да премахват тежки метали от замърсена вода, има няколко области, в които микророботите не могат да се окажат полезни в някаква степен. Тъй като изследователите все повече показват способността си да се движат по асортимент от терени, вариращи от коварни наклони до плуване в телесни течности, те ще стават все по-полезни.
Тесните места, разбира се, все още съществуват. Както при по-големите роботи, те включват предизвикателството за захранване на роботи, без да се налага да ги държат привързани, което ги прави по-гъвкави и по-лесното им масово производство. В случай на медицински приложения, те също ще трябва да бъдат доказано безопасни, преди да могат да бъдат използвани Фантастично пътешествие-стил мисии през човешкото тяло. Но върху тези предизвикателства се работи, усъвършенстват се и в много случаи се решават от все по-голям брой изследователи по света.
Както каза веднъж физикът Ричард Файнман за областта на нанотехнологиите, по-малък братовчед на микророботиците, „В дъното има много място.” Но това със сигурност не е поради липса на интерес!
Препоръки на редакторите
- Следващото голямо нещо в науката вече е в джоба ви
- Бъдещето на производството: Поглед напред към следващата ера на правене на неща
- Бъдещето на ИИ: 4 големи неща, за които да следите през следващите няколко години
- Умни манекени: Как роботизираната технология за справяне трансформира футболната практика
- Как данните помагат на прахосмукачките роботи да почистват дома ви с максимална ефективност
