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Per decenni, i robotic microscopici sono vissuti principalmente nella nostra immaginazione. Movie come “Viaggio fantastico” ci hanno convinto che un giorno minuscole macchine avrebbero attraversato il corpo umano, risolvendo i problemi dall’interno. In realtà, quel futuro restava frustrantemente irraggiungibile.
Il motivo non period la mancanza di ambizione. Period fisica.
Ora, una svolta dei ricercatori dell’Università della Pennsylvania e dell’Università del Michigan ha cambiato l’equazione. I group hanno costruito i più piccoli robotic autonomi completamente programmabili mai creati e sanno nuotare.
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Un nuovo modo di nuotare senza parti in movimento
Visto sulla punta di un dito, questo minuscolo robotic nuotatore è più piccolo di un granello di sale ma è completamente autonomo. (Kurt “CyberGuy” Knutsson)
I ROBOT IMPARANO 1.000 COMPITI IN UN GIORNO DA UN’UNICA DEMO
I robotic misurano circa 200 x 300 x 50 micrometri. È più piccolo di un granello di sale e vicino alle dimensioni di un organismo unicellulare. Non hanno gambe né eliche. Invece, usano l’elettrocinetica. Ogni robotic genera un piccolo campo elettrico che attira ioni carichi nel fluido circostante. Questi ioni trascinano con sé le molecole d’acqua, creando di fatto un fiume che scorre attorno al robotic. Il risultato è il movimento senza parti in movimento. Ciò rende i robotic estremamente resistenti e sorprendentemente facili da maneggiare, anche con delicati strumenti da laboratorio.
Un cervello alimentato quasi dal nulla
Ogni robotic funziona con minuscole celle solari che generano solo 75 nanowatt di potenza. Questo è più di 100.000 volte inferiore a quello di uno smartwatch. Per far funzionare tutto questo, gli ingegneri hanno riprogettato tutto. Hanno costruito circuiti a bassissima tensione e creato un set di istruzioni personalizzato che comprime comportamenti complessi in poche centinaia di bit di memoria. Nonostante i limiti, ogni robotic può percepire il proprio ambiente, archiviare dati e decidere come muoversi successivamente.
Come questi robotic comunicano con una danza
I robotic non possono trasportare antenne, quindi il group ha preso in prestito un trucco dalla natura. Ogni robotic esegue un piccolo schema di oscillazione per segnalare informazioni come la temperatura. Il movimento segue uno schema di codifica preciso che i ricercatori possono decodificare osservando al microscopio. L’concept rispecchia da vicino il modo in cui le api comunicano attraverso il movimento. La programmazione funziona al contrario. I ricercatori lampeggiano segnali luminosi che i robotic leggono come istruzioni. Un codice di accesso integrato impedisce alla luce casuale di interferire con la memoria.
Cosa possono fare oggi questi piccoli robotic
Nei check attuali, i robotic dimostrano la termotassi. Percepiscono il calore e nuotano autonomamente verso le zone più calde. Questo comportamento suggerisce usi futuri come il monitoraggio dell’infiammazione, l’individuazione dei marcatori della malattia o la somministrazione di farmaci con estrema precisione. La luce può già alimentare i robotic vicino alla pelle. Per gli ambienti più profondi, i ricercatori stanno esplorando gli ultrasuoni come futura fonte di energia.
I POD AUTONOMI PRIVATI POTREBBERO RIDEFINIRE IL RIDE-SHARING
Piccoli robotic si muovono creando campi elettrici che attirano i fluidi circostanti, consentendo loro di nuotare senza eliche o parti mobili. (iStock)
Abbastanza economico da poter essere utilizzato da migliaia di persone
Poiché questi robotic sono realizzati con la produzione normal di semiconduttori, possono essere prodotti in grandi quantità. Su un singolo chip sono contenuti più di 100 robotic e la resa produttiva supera già il 50%. Nella produzione di massa, il costo stimato potrebbe scendere al di sotto del centesimo per robotic. A quel prezzo, gli sciami di robotic usa e getta diventano realistici piuttosto che teorici.
Cosa significa questo per te
Questa tecnologia non riguarda gadget appariscenti. È una questione di scala. Robotic così piccoli potrebbero un giorno monitorare la salute a livello cellulare, costruire materiali dal basso verso l’alto o esplorare ambienti troppo delicati per macchine più grandi. Sebbene l’uso medico sia ancora lontano anni, questa svolta dimostra che la vera autonomia su microscala è finalmente possibile.
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I punti salienti di Kurt
Per quasi 50 anni, i robotic microscopici sono stati considerati una promessa che la scienza non avrebbe mai potuto mantenere. Questa ricerca, pubblicata su Science Robotics, cambia questa narrazione. Abbracciando la strana fisica della microscala invece di combatterla, gli ingegneri hanno sbloccato una classe di macchine completamente nuova. Questo è solo il primo capitolo, ma è grosso. Una volta che il rilevamento, il movimento e il processo decisionale si inseriscono in qualcosa di quasi invisibile, il futuro della robotica appare molto diverso.
Se un giorno piccoli robotic potessero nuotare attraverso il tuo corpo, ti fideresti di loro per monitorare la tua salute o fornirti treatment? Fatecelo sapere scrivendoci a Cyberguy.com.
I comandi basati sulla luce attivano movimenti precisi mentre i robotic microscopici ricevono istruzioni, cambiano direzione e si muovono in modo indipendente. (iStock)
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