(A)蚂(mǎ)蚁旁边的微型机器人。(B)机器人的放大视(shì)图。(C)机器人的一(yī)条腿(tuǐ) ,由刚性面板、活(huó)动铰链组成(chéng)。(D)带有标(biāo)记(jì)的(de)主(zhǔ)要电路块的电路的CAD布局图像。(E)微型(xíng)机器人控制电路的光学显微镜图像。图片来源:《科学·机(jī)器人》
据发表在21日的《科学·机器(qì)人》杂志的论(lùn)文,美国(guó)康奈(nài)尔大学的研究人员在100到(dào)250微米大(dà)小的太阳能机器人上安装(zhuāng)了比蚂蚁头还小的电子“大脑(nǎo)”,这样它们就可以在不(bú)受外(wài)部控制的情况下(xià)自主行走。
这项创新为新一代微型(xíng)设备(bèi)奠定了基础,这些设(shè)备可以跟(gēn)踪细菌(jun1)、嗅出化学物质、摧毁污染物、进(jìn)行(háng)显微手(shǒu)术并清除动脉(mò)中的斑块。
这种新型(xíng)机器(qì)人的“大脑(nǎo)”是(shì)一(yī)个互补金属氧化(huà)物(wù)半导(dǎo)体(CMOS)时钟(zhōng)电路,它(tā)包含1000个晶体管,外加二极管、电阻器(qì)和电(diàn)容器阵列。集成CMOS电(diàn)路产生一个(gè)信号,该信号产生一系列相移的(de)方波频率,进而(ér)设定机器人的(de)步态。机器(qì)人腿是(shì)铂基制动器,电路和支腿都由光伏供电。
新型(xíng)机器人的大小(xiǎo)仅为搭载在机载CMOS电(diàn)子设备上的大型机器人(rén)的万分之一,并且可(kě)以每秒10微米以(yǐ)上的(de)速度行走(zǒu)。
研究人(rén)员之前(qián)已经开发(fā)出了可以爬行、游(yóu)泳(yǒng)、行走和折叠自(zì)己的微型机器人,但(dàn)总是有连接(jiē)在(zài)一(yī)起的“线”。为了产生运动(dòng),这(zhè)根电线被用来提供(gòng)电流,或者必须(xū)让激光光束直接聚焦到(dào)机器人(rén)身上(shàng)的(de)特定位置。
“以(yǐ)前,我(wǒ)们必须操纵这些(xiē)‘线’,才能从机器人那(nà)里得(dé)到任何形式(shì)的反应。”康(kāng)奈尔大学(xué)物理学教授(shòu)伊泰(tài)·科恩说,“现在我们有了(le)这些大脑,仿佛从提线木偶上(shàng)解(jiě)开(kāi)了绳子,就像(xiàng)匹诺曹(cáo)有了意识一样。”