![肉眼不可见的微型机器人来了 未来可探索大脑](http://img.yunnanlong.com/220417/044601EF-0.jpg)
孩子们都喜欢机器人 , 大人也喜欢 。 电影里我们看得太多 , 但少有人知道 , 当前机器人到底发展到哪一步了?波士顿的机器狗 , 固然非常吸引人 , 像人一样会旋转跳跃翻跟斗的机器人 , 也足够惊爆眼球 。 不过 , 正如宏观世界之下还有微观世界 , 微型机器人也是一个不容小觑的阵地 。
想象一下 , 有一天你买了一个手机 , 里面有一个app , 可以控制你体内成千上万个微型机器人 , 对你的健康状态进行监测 , 甚至跟着音乐在你的血管里跳一支机器人舞 。 那感觉一定amazing!
其实 , 这个场景看起来不远了 。 ——至少 , 把这些机器人造出来 , 并注入你的体内 , 现在就可以办到(当然 , 后果暂时就没人顾得上了) 。 而且这些机器人 , 价格真的不要太便宜 , 因为它们是可以批量生产的 , 一下子就能“印”出好几百万个 , 每个只要几毛钱 , 跑起来还很灵活!
微型行走机器人 , 尺寸不到0.1毫米(约为人的头发宽度) 。 研究人员甚至想有一天把它们放进人的大脑 , 来倾听神经元 。 是不是有点炸裂呢!|康奈尔大学
研究人员将详情发表在8月的《自然》杂志上 。
新型致动器催生的迷你机器人
我们之前可能听说过很多微型机器人 , 比如DNA折纸机器人(一种用单链DNA组装成的给药机器人 , 依靠人体内的循环系统而移动)、多腿的软体机器人(一种用软性硅薄片制作 , 下面装着上百条毛腿的机器人 , 可在外部电磁设备协助下 , 在人体内高效移动) , 甚至可愈合的活细胞机器人(一种使用皮肤细胞和心肌细胞组合而成的机器人 , 可通过心肌细胞的收缩产生不对称作用力 , 完成特定运动) , 等等 。
六边形DNA纳米管机器人 , 可以打开释放药物(左)和长腿的软体微型机器人 , 正在运送胶囊(右、插图)|来自相关论文
但它们看起来都价格不菲 , 或者有这样那样的不足之处 , 比如 , 不够灵活 , 无法通讯 , 功能单一 , 离实际较远 , 会产生免疫反应 , 体型偏大……等等 。
而这一次 , 康奈尔大学的科学家们 , 使用一种非常简单的方法 , 做出了一种可与外部通讯 , 功能可以非常多样的微型机器人 。 并且它的尺寸可达到0.1毫米以下 , 而且一做就是几百万个 , 协同起来 , 应用前景非常可观 。
这种机器人的应用核心 , 在于它有一个相对成熟的“头部”;其关键突破 , 则是它有一个新型的“腿部” 。 从这个迷人的小东西身上 , 我们可以看到 , 科学家们是怎样在现有技术之上 , 通过一个“小小”的创新 , 来完成令人惊奇的科技突破的 。 (实际上 , 其“头部”亦来自同一团队成员之前的创新 , 该团队可谓“一步一个脚印” 。 )
微型机器人结构图 , 有头 , 有腿 。 |MarcMiskin, et al
首先要说它的头部 。 当然 , 这部分是现成的 。
正如毕加索有句话说 , 优秀的艺术家抄袭 , 伟大的艺术家偷窃(good artists copy , great artists steal.——Picasso) , 机器人头部的制作工艺 , 就来自现有的半导体制造技术 。
随着摩尔定律五十多年发展 , 半导体行业正在使用越来越先进的生产工艺 , 制造出越来越小的器件 。 现在 , 这些工艺可以把上百万个晶体管 , 放入差不多一个单细胞草履虫那么大的空间里 。 不仅如此 , 他们还能制作出微型传感器、LED屏 , 还有一堆小到看不见的封装 。
(摩尔定律是指:当价格不变时 , 集成电路上可容纳的元器件的数目 , 约每隔18~24个月便会增加一倍 , 性能也将提升一倍 。 由戈登·摩尔在1965年提出 , 目前快要到达瓶颈 。 )
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