新的细胞大小的微型机器人可能会进行令人难以置信的旅程

时间：2022-06-04 14:16:40 来源：网络整理

研究人员利用最新的纳米制造技术创造了无人动力，能够行走，能够在恶劣环境中生存并且足够小以通过普通皮下注射针注射的虫形机器人。

“当我还是个孩子的时候，我记得在显微镜下观察，看到所有这些疯狂的东西在继续。现在我们正在构建那种活跃的东西。我们不仅要看这个世界。你实际上可以玩在其中，“Marc Miskin说，他与同事教授Itai Cohen和paul McEuen以及康奈尔大学的研究员Alejandro Cortese开发了纳米加工技术，而Miskin则是那里的原子和固态物理实验室的博士后。1月，他成为宾夕法尼亚大学电气和系统工程的助理教授。

Miskin将于本周在波士顿举行的美国物理学会3月会议上展示他的微观机器人研究。他还将参加一个描述这项工作的新闻发布会。本新闻稿末尾包含登录以远程观看和提问的信息。

微型机器人的起源

在过去的几年中，Miskin和研究人员开发了一种多步纳米加工技术，可以在短短几周内将一个4英寸的专用硅晶圆转变为一百万个微观机器人。每个70微米长(大约非常薄的人发的宽度)，机器人的身体由超薄的矩形玻璃骨架形成，顶部有一层薄薄的硅层，研究人员在其中蚀刻其电子控制元件和两个或四个硅太阳能电池 - 大脑和器官的基本等价物。

“我们如何制造这些产品的真正高级解释是我们采用半导体行业开发的技术并用它来制造小型机器人，”Miskin说。机器人的四条腿中的每一条都由铂和钛的双层(或者石墨烯)形成。使用原子层沉积施加铂。“这就像用原子绘画一样，”米斯金说。然后将铂钛层切割成每个机器人的四个100原子厚的腿。

“腿很强壮，”他说。“每个机器人都有一个厚1000倍的机身，重量比每条腿重约8,000倍。”研究人员在一个机器人的太阳能电池上发射激光，为其供电。这导致腿中的铂膨胀，而钛依次保持刚性，导致肢体弯曲。由于每个太阳能电池引起前腿或后腿的交替收缩或放松，因此产生机器人的步态。

研究人员在2017年圣诞节前几天看到一个机器人的腿部移动。“腿部稍微抽搐了一下，”Miskin回忆道。“但这是概念的第一个证据 - 这将起作用!”

康奈尔大学和宾夕法尼亚大学的团队正在研究带有板载传感器，时钟和控制器的智能机器人版本。当前的激光电源会将机器人的控制限制在指甲宽度的组织中。因此，Miskin正在考虑新的能源，包括超声波和磁场，这些能源将使这些机器人能够在人体内进行令人难以置信的旅程，例如药物输送或绘制大脑。“我们发现你可以用注射器注射它们并且它们能够存活 - 它们仍然完好无损并且功能正常 - 这非常酷，”他说。

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