Дрейфующие по течению микроботы

Автономные машины с микронными размерами найдут в будущем множество потенциальных применений в науке, медицине и технике, потому что они способны контролировать самые разнообразные объекты, от человеческого тела до нефтеперерабатывающего завода.

Сложность здесь заключается в том, чтобы определить сильные стороны таких микроботов и найти оптимальный способ их использования. Одна из основных проблем состоит в разработке двигательных установок для микроботов. Множество подходов к решению этого вопроса, от создания весел до вращающегося хвоста, уже исследованы.

Единственная проблема заключается в том, что при таком крошечном масштабе эти микроботы, по сути, являются коллоидными частицами, остающимися во взвешенном состоянии в жидкости или воздухе. Это происходит потому, что в микромире хаотическое движение окружающих молекул жидкости или воздуха доминирует над силой гравитации, и коллоидные частицы не могут осесть вниз.

Практический вывод заключается в том, что эти микроботы становятся подобными зоопланктону – крошечным личинкам, которые являются основной пищей для многих обитателей моря. Эти животные настолько малы, что могут лишь дрейфовать под влиянием течений. Так обстоит дело и с микроботами. Хотя они могут немного двигаться, это скорее похоже на попытки плыть в массе смолы.

Исследователи из MIT разработали способ создания электронных схем на коллоидных частицах. Это позволит микроботам иметь автономное питание, используя крошечные фотодиоды для того, чтобы питать электроэнергией датчики и микросхемы памяти.

Команда MIT видит много применений для таких новых технологий в медицинских и технических сферах. Эти коллоидные микроботы могут быть, к примеру, выпущены в нефтепроводы для записи данных в процессе перемещения вдоль трубы. На конце трубопровода они могут отслеживаться через встроенные микро-отражатели и передавать собранные данные, которые можно впоследствии использовать для поиска утечек или загрязнений гораздо быстрее, дешевле и точнее, чем могут позволить обычные методы. Кроме того, они могут быть проглочены или введены в организм в качестве диагностического инструмента для отслеживания заболеваний.

Эта технология все еще находится в зачаточном состоянии, но есть надежда, что однажды можно будет создать достаточно маленькие и мощные электрические цепи, которые будут распылены или подвешены в коллоидной жидкости.