Robot siêu nhỏ đi được nhờ vào laser

Theo các giáo sư tham gia nghiên cứu, robot mới cung cấp một khuôn mẫu để xây dựng các phiên bản thậm chí còn phức tạp hơn việc sử dụng trí tuệ máy móc dựa trên silicon thông minh và có thể được sản xuất hàng loạt để di chuyển qua mô và máu của người vào một ngày nào đó trong tương lai. Sự hợp tác đặc biệt này được dẫn đầu bởi Giáo sư vật lý Đại học Cornell Itai Cohen, Giáo sư khoa học vật lý Paul McEuen và cựu nghiên cứu sinh sau tiến sĩ Marc Miskin, hiện là trợ lý giáo sư tại Đại học Pennsylvania, Mỹ. Báo cáo của nhóm nghiên cứu được xuất bản trên tạp chí khoa học đa ngành Nature.

Robot siêu nhỏ có thể di chuyển là sự tiến bộ mới nhất về những sáng tạo liên quan đến kích thước nano của hai giáo sư Cohen và McEuen. Robot mới dày khoảng 5 micron (một micron bằng một phần triệu mét), rộng 40 micron và dài từ 40 đến 70 micron. Mỗi robot gồm một mạch đơn giản được làm từ quang điện silicon, về cơ bản hoạt động như thân và não, và bốn thiết bị truyền động điện hóa có chức năng hoạt động như chân.

Nhóm nghiên cứu điều khiển robot bằng cách kích hoạt, nhấp nháy các xung laser ở các quang điện khác nhau, mỗi quang điện sẽ tích điện cho một bộ chân riêng biệt. Robot di chuyển được nhờ vào sự chuyển đổi qua lại tia laser giữa quang điện ở mặt trước và mặt sau. Mặc dù robot này là loại công nghệ cao, nhưng chúng hoạt động với điện áp thấp khoảng 200 milivon và công suất thấp vào khoảng 10 nanowat, mà vẫn mạnh mẽ so với kích thước của chúng. Robot mới cũng có thể được chế tạo song song khoảng 1 triệu robot nằm gọn trên một tấm wafer silicon 4 inch, vì chúng được chế tạo với quy trình in thạch bản tiêu chuẩn.

Hiện nhóm nghiên cứu đang tìm cách để trang bị cho robot các thiết bị điện tử phức tạp hơn cùng với quy trình tính toán tích hợp, những cải tiến được kỳ vọng có thể giúp hàng loạt robot siêu nhỏ thâm nhập được vào mạch máu hoặc thăm dò lượng lớn bộ não người. “Tôi nghĩ những cỗ máy như thế này có thể đưa chúng ta vào các loại thế giới tuyệt vời vốn quá bé nhỏ để nhìn thấy”, tiến sĩ Marc Miskin nói.

Theo Sam Stanton, giám đốc chương trình của Văn phòng Nghiên cứu Quân đội, một thành viên của Phòng Thí nghiệm nghiên cứu quân đội thuộc Bộ Chỉ huy phát triển khả năng chiến đấu của Mỹ, bước đột phá nghiên cứu mới mang đến cơ hội khoa học thú vị để điều tra những câu hỏi mới liên quan đến vật lý của vật chất hoạt động, và còn có thể mở đường cho các vật liệu robot tương lai.