Создан микроскопический автономный перепрограммируемый микроробот с двигателем, цифровым управлением, сенсорами, памятью и оптической связью

✔️Размер 210 × 340 × 50 мкм, словно инфузория-туфелька, клетка растения или яйцеклетка человека.

На этой площади ученые смогли разместить фотоэлектрические элементы для получения энергии, датчики температуры, четыре схемы управления механизмами, оптический приёмник для связи и программирования, процессор и память.

✔️Потребляемая мощность: ~100 нВт.
✔️Процессор: 55 нм.
В таком масштабе размер робота и его энергопотребление сопоставимы с показателями многих одноклеточных микроорганизмов!

Движение
✔️ электрокинетическое (электроды из платины) за счёт создание потока ионов в жидкости (электроосмос).
✔️Скорость: 3–5 мкм/с, и 0,1–0,3°/с (поворот).
✔️Робот может автоматически менять поведение на основе данных сенсоров (например, движение по градиенту температуры (чувствительность 0,3°C) или по градиенту электропроводимости среды).

Производство
✔️Полностью литографический процесс, совместимый с коммерческими фабриками, CMOS ( комплементарная структура металл-оксид-полупроводник)
✔️На одном напечатаном чипе площадью в 1 миллиметр размещено около 100 микророботов!
✔️Для исследования роботы заказали на фабрике Fujitsu. Цена созданных пластин ~10 000 $ США/мм2. В результате было изготовлено около 100 чипов, в каждом из которых было примерно 100 роботов. Таким образом, один микроробот стоил всего около 10 $!

В будущем более совершенные микророботы с электронной интеграцией смогут помогать в адресной доставке лекарств, высвобождая их в ответ на сигналы локальных датчиков, таких как биохимические маркеры или изменения температуры, а не на глобальные команды, - заявляют авторы.

Для достижения долгосрочных целей продемонстрированным здесь примитивным роботам потребуются дальнейшие усовершенствования: новые исполнительные механизмы, схемы передачи энергии... Однако, созданное уже представляет платформу для развития.

Объём встроенной памяти можно увеличить примерно в 100 раз, перейдя на более совершенный техпроцесс, при условии, что пороговое напряжение останется достаточно высоким для предотвращения утечки. Такое расширение позволит создавать более сложные программы, содержащие тысячи строк кода, и более изощрённые автономные системы. Основываясь на проделанной работе, можно сделать так, чтобы программы были уникальными для каждого робота благодаря встроенным паролям

* * *
А теперь почему все это пока далеко от реального применения в живом человеке
🔸Такой микроскопический слабосильный движок не способен выплыть против течения крови и даже лимфы. В сосудах он будет мешать, его отфильтрует печень, поймают макрофаги, он может застрять в капиллярах. Он не для потока крови.
🔸Этих ботов сожрут наши макрофаги. Затем они начнут их переваривать, окисляя чувствительную микроэлектронику
🔸Если такой бот начнёт убегать, то наши иммунные клетки перекроют пути отступления и выкинут сети-из-ДНК, в которые влипают куда более активные и зловредные чудики, чем этот кремниевый плот.
🔸Если он попадёт в ЖКТ ему хана. Мы перевариваем гвозди. В коже и слизистых иммунных клеток очень много.
🔹Таких роботов реально применять где-то внутри тканей в процессе операции (на мозге, например) или открытого лечения раны. Вопрос для чего и как? Оставим пока просто как теоретическую возможность, фантазировать можно долго.
🔹Если абстрагироваться от человека, то это отличный экспериментальный инструмент, микроробот для зондирования техники, двигающийся сенсор и тд.

Итак, нано микророботы уже не фантастика. Но использовать их явно, а тем более скрыто в живом человеке пока не возможно.

🎞 На видео съемки микроробота в увеличении и с ускорением времени
📑 В статье (в комментарии) много технических данных, там в конце ссылки на дополнительные видео

#биотехнологии #микророботы #роботы