(A)蚂蚁旁(páng)边的微型(xíng)机器人(rén)。(B)机(jī)器(qì)人的放大视图。(C)机器(qì)人的一条腿 ,由刚性面板、活动铰(jiǎo)链组成。(D)带(dài)有标记的主要(yào)电路块的电路的CAD布局图像。(E)微型机器人控制电路(lù)的光学显微镜图像。图片来源:《科(kē)学·机器人》
据发表(biǎo)在21日的《科学·机器人(rén)》杂(zá)志的论文,美国康奈尔(ěr)大(dà)学的研究人员在100到250微米大小的太阳能机器人上安装(zhuāng)了(le)比蚂(mǎ)蚁(yǐ)头还小的电子“大脑”,这(zhè)样它们就可(kě)以(yǐ)在(zài)不受外部控制的情(qíng)况下自主行走。
这项(xiàng)创(chuàng)新为新一代(dài)微型设备奠定了基础,这些设备可以跟踪细菌、嗅出化(huà)学物质、摧(cuī)毁污染物(wù)、进行显微手(shǒu)术(shù)并清除动脉中的斑(bān)块。
这种(zhǒng)新型机(jī)器人的“大脑”是(shì)一个互补(bǔ)金属氧化物半导体(CMOS)时钟电(diàn)路,它(tā)包含1000个晶体管,外(wài)加(jiā)二极(jí)管(guǎn)、电阻器和电容(róng)器阵列。集成CMOS电路产生一(yī)个(gè)信号(hào),该信号(hào)产生一系列相移的方波(bō)频率,进而设定机器人的步态。机器人腿是铂(bó)基制动器,电路和支(zhī)腿都由光(guāng)伏供电。
新(xīn)型机器人的大小仅为搭载(zǎi)在(zài)机载CMOS电子设备上(shàng)的大型机器(qì)人的万分(fèn)之(zhī)一,并且(qiě)可以(yǐ)每秒10微米以上(shàng)的速度行走。
研(yán)究人员(yuán)之前(qián)已经开(kāi)发出了可以(yǐ)爬行(háng)、游泳、行走和折叠自己(jǐ)的微型机器人(rén),但(dàn)总是有连接在一起的“线”。为了产(chǎn)生运动,这根电线被用(yòng)来(lái)提供电(diàn)流,或者必(bì)须(xū)让激光光束直接聚焦到机器人身上的特定位(wèi)置(zhì)。
“以前,我们必(bì)须操(cāo)纵这些‘线’,才能从机器(qì)人那里(lǐ)得(dé)到任何形式的(de)反应。”康奈(nài)尔大(dà)学物理学教授伊(yī)泰·科恩(ēn)说,“现在我(wǒ)们有了这些大脑(nǎo),仿(fǎng)佛从提(tí)线木偶上(shàng)解开(kāi)了绳子(zǐ),就像匹诺曹有(yǒu)了意识一样。”