نیوزتل: دانشمندان موفق شده اند کوچک ترین روبات های خودران جهان را بسازند که می توانند مستقل حرکت کنند و روزی برای درمان بیماریها یا پایش سلامت سلول ها به کار روند.
به گزارش نیوزتل به نقل از ایسنا، دانشمندان دانشگاه پنسیلوانیا (Penn) و دانشگاه میشیگان موفق به ساخت کوچک ترین روبات های خودران و قابل برنامه ریزی جهان شده اند. هر یک از این روبات ها تنها حدود ۲۰۰ میکرومتر عرض دارند و حدودا دو برابر ضخامت یک تار موی انسان هستند. این ماشین های بسیار ریز می توانند محیط اطراف خویش را حس کنند، «تصمیم بگیرند» و بدون دریافت دستور خارجی به صورت مستقل عمل کنند. به قول سازندگانشان، چنین فناوری ای می تواند روزی برای پایش سلامت سلول های منفرد در بدن یا رساندن دارو به نقاط مشخص برای درمان بیماری ها به کار رود.
به نقل از نیواطلس، موفقیت اصلی محققان این بود که رباتی به طول تنها یک پنجم میلی متر را قادر ساختند بدون کمک خارجی حرکت نماید. این چالشی است که دانشمندان دهه ها در کوشش برای حل آن بوده اند. در مقیاس میکروسکوپی، نیروهای فیزیکی مانند کشش و گران روی تاثیر بسیار قوی تری دارند؛ بطوریکه حرکت در مایع در این ابعاد، برای انسان معادل شنا کردن در قیر است.
برای غلبه بر این مشکل، تیم پنسیلوانیا یک سامانه پیشرانش جدید طراحی کرد. این میکروربات ها با نور ال ای دی تغذیه می شوند و در محلولی از پراکسید هیدروژن فعالیت می نمایند که سوخت حرکت آنها را فراهم می آورد. روبات با تشکیل یک میدان الکتریکی، یون های موجود در محلول اطراف را به حرکت درمی آورد و این یون ها هم مولکول های آب را با خود می کشند. میکروربات ها می توانند این میدان الکتریکی را تنظیم کنند تا در الگوهای پیچیده حرکت کنند و حتی به شکل گروهی و هماهنگ با سرعتی تا یک طول بدن در ثانیه پیش بروند.
کوچک ترین روبات خودران جهان به کوچک ترین کامپیوتر جهان هم نیاز دارد. عنوانی که به کامپیوتری متعلق می باشد که توسط تیم دیوید بلااودر دانشگاه میشیگان توسعه داده شده است. محققان این ریزرایانه را با سامانه پیشرانش پن تطبیق دادند و یک کامپیوتر کامل شامل پردازنده، حافظه و حسگرها را روی تراشه ای با اندازه ای کمتر از یک میلی متر ساختند. این روبات نور را از راه صفحه های خورشیدی میکروسکوپی دریافت می کند که تنها ۷۵ نانووات توان تولید می کنند که بیشتر از ۱۰۰ هزار برابر کمتر از یک ساعت هوشمند است. به گفتهٔ بلااو، گروه او مجبور شد مدارهای ریزرایانه را با ولتاژهای بسیار پایین به کار بیندازد و مصرف انرژی را بیشتر از هزار برابر کم کند.
شاید شگفت انگیزترین ویژگی، هزینه کلی سامانه باشد. هرچند هزینه تولید هر روبات در مقیاس انبوه حدود یک سنت است، ممکنست تصور شود تجهیزات موردنیاز برای برنامه ریزی و کنترل آنها بسیار گران باشد اما چنین نیست.
مارک میسکین، استاد مهندسی پن و نویسنده اصلی این تحقیق، در ایمیلی اظهار داشت: حدود ۱۰۰ دلار هزینه ساخت آن است. این گروه حتی نسخه ای کم هزینه از سامانه خود ساخته که از دیودهای LED معمولی و یک سامانهٔ تصویربرداری شامل دوربین گوشی هوشمند با لنز ماکرو استفاده می نماید، رونمایی کردند. میسکین توضیح داد: این سامانه حدودا به خوبی میکروسکوپ های پیشرفته ۱۰۰ هزار دلاری ما عمل می کند.
این میکروربات ها به سنسورهای الکترونیکی مجهز هستند که می توانند دما را با دقتی در حد یک سوم درجه سانتی گراد اندازه گیری کنند؛ قابلیتی که امکان پایش سلامت سلول های منفرد را فراهم می آورد. در عین حال، قبل از کاربرد این فناوری در پزشکی، چالش هایی جدی باقیمانده است.
همانطور که سلول های بدن ما برای زنده ماندن به انرژی مداوم نیاز دارند، این میکروربات ها هم بدون نور پیوسته قادر به کار نیستند. میسکین می گوید: اگر نور را خاموش کنید، روبات هم خاموش می شود و حافظه اش پاک می شود. با روشن شدن باردیگر نور، روبات راه اندازی مجدد می شود، اما به یاد نمی آورد که چه برنامه ای روی آن اجرا شده بود. او توضیح می دهد که این خصوصیت در سامانه های زیر میلی متری رایج است، چونکه میزان انرژی قابل ذخیره مثلاً در یک باتری با حجم افزایش خواهد یافت و در چنین فضای کوچکی ذخیره انرژی مفید بسیار دشوار است.
چالش دیگر اینست که در نسخه فعلی، روبات ها در محلولی از پراکسید هیدروژن با غلظت ۵ میلی مولار کار می کنند که برای سلول های زنده سمی است؛ ازاین رو در شکل کنونی برای کاربردهای پزشکی مناسب نیستند. محققان این محدودیت را می پذیرند، اما آنرا حل نشدنی نمی دانند.
حرف آخر اینکه عنوانی که به کامپیوتری متعلق می باشد که توسط تیم دیوید بلااودر دانشگاه میشیگان توسعه داده شده است. با این وجود، پیش از کاربرد این فناوری در پزشکی، چالش هایی جدی باقی مانده است. او توضیح می دهد که این خصوصیت در سیستم های زیر میلی متری رایج است، چراکه میزان انرژی قابل ذخیره مثلا در یک باتری با حجم افزایش خواهد یافت و در چنین فضای کوچکی ذخیره انرژی مفید بسیار دشوار است.
منبع: newstel.ir
