(A)蚂蚁旁边的微型机器人。(B)机器人的放(fàng)大视图(tú)。(C)机器人(rén)的(de)一条腿(tuǐ) ,由刚性面(miàn)板、活动铰链组成。(D)带有标记的主要电路(lù)块的(de)电(diàn)路的CAD布局图像。(E)微型机(jī)器人控(kòng)制电路的光学显微镜图(tú)像(xiàng)。图片来源:《科学·机器人》
据发表在21日的《科学(xué)·机(jī)器(qì)人》杂志的论文,美(měi)国(guó)康奈尔(ěr)大学的(de)研究人员在100到250微米大小(xiǎo)的(de)太阳能机器(qì)人上安装了比蚂蚁头还小的电子“大脑”,这样它们就(jiù)可以在不受(shòu)外部控制的情况下自主行(háng)走。
这项创(chuàng)新为新一代微型设(shè)备奠定了基础,这些设备可以跟踪(zōng)细菌、嗅出化学物质、摧毁污染物、进行显微手术(shù)并清除动脉(mò)中的斑块。
这种新(xīn)型机器(qì)人的“大脑”是一个互补金属氧化物半导体(tǐ)(CMOS)时钟电路,它包含1000个晶体管,外加二(èr)极管、电阻器和电容器(qì)阵列。集(jí)成CMOS电路产生一个信号,该信号产生一系列相移的方波频率,进而设定机器(qì)人的步态。机器人腿(tuǐ)是铂基制动(dòng)器,电(diàn)路和支腿都(dōu)由光伏(fú)供(gòng)电(diàn)。
新型机器(qì)人(rén)的大小仅为搭载在(zài)机载CMOS电子设备上(shàng)的大型(xíng)机器人的万分之一(yī),并且(qiě)可以(yǐ)每秒10微(wēi)米以上的速度行走。
研究(jiū)人员之前已经开发出了可以(yǐ)爬行、游泳(yǒng)、行走和(hé)折叠自己的微型机器人,但总(zǒng)是(shì)有连接在一起的“线(xiàn)”。为了产生运动,这根电(diàn)线(xiàn)被(bèi)用(yòng)来(lái)提供电流,或者必须(xū)让激光光束直接聚焦到机器人身(shēn)上(shàng)的(de)特(tè)定位置。
“以前,我们必须操纵这些‘线’,才能从机器人那里得到任何形式的(de)反应。”康奈尔大学物理学教授伊泰·科恩说,“现(xiàn)在(zài)我(wǒ)们有了这些(xiē)大脑,仿佛(fó)从提线木偶上解开了绳子(zǐ),就像(xiàng)匹诺曹有了意识一样。”