Исследователи из университетов Пенсильвании и Мичигана разработали полностью программируемые автономные нанороботы размером около одного миллиметра. Эти устройства могут найти применение в различных высокотехнологичных отраслях, включая медицину и микропроизводство. Стоимость одного наноробота составляет приблизительно 0,8 рубля.
Команда из Пенсильванского университета создала физическую основу нанороботов, в то время как специалисты из Мичиганского университета интегрировали в них интеллектуальные функции. Мичиганская лаборатория также известна разработкой самого маленького в мире компьютера.
Передвижение нанороботов осуществляется с помощью ионной тяги. Инженеры из Пенсильванского университета разработали корпус размером 200 x 300 x 50 микрометров, который предъявляет высокие требования к конструкции и функциональности. Для преодоления сопротивления среды нанороботы используют принцип «плавания». Для обеспечения компактности была разработана инновационная система движения, не содержащая подвижных частей.
Нанороботы создают электрическое поле, воздействующее на ионы в окружающей среде, что обеспечивает их движение. Регулируя интенсивность и направление ионного поля, можно управлять траекторией движения роботов. Отсутствие подвижных элементов повышает их устойчивость к повреждениям и позволяет манипулировать ими с помощью микропипетки.
Из-за микроскопических размеров остро стоит вопрос энергоснабжения. В нанороботах используются солнечные элементы, составляющие значительную часть их массы. Несмотря на оптимизацию площади солнечных панелей, они обеспечивают мощность всего 75 нановатт, что подчёркивает важность энергоэффективности.
Программирование нанороботов осуществляется с помощью световых импульсов. Солнечные панели выполняют двойную функцию: обеспечивают энергоснабжение и обрабатывают данные. Роботы могут обмениваться информацией посредством «танца». Возможность одновременного использования сотен таких роботов значительно расширяет их функциональные возможности. Благодаря солнечной энергии и высокой энергоэффективности, нанороботы способны работать автономно в течение нескольких месяцев.
Первый прототип оснащён датчиком температуры, однако конструкция позволяет легко заменять этот элемент на другие сенсоры. Учёные отмечают потенциал массового и экономически эффективного производства таких нанороботов. Проект рассматривается как первый шаг в развитии технологии микророботов.