
来源:爱游戏平台游戏 发布时间:2025-12-18 04:09:38
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一支由数百万个机器人组成的“微型大军”,每个和头发丝差不多粗细,造价还不到一毛钱,却有自己的完好“大脑”,能在你的指尖上自主考虑、乃至为寻觅热源而“变道超车”——这不再是科幻电影的狂想,而是刚刚产生的实际!
2025年12月10日,一项或许改写人类微观控制前史的研讨成果,登上了机器人范畴的尖端刊物《Science Robotics》。由宾夕法尼亚大学(Marc Z. Miskin教授和密歇根大学团队联手打造的这款微型机器人,标志着人类初次成功制作出集感知、核算、举动于一体的“细胞级”自主机器。这不是那种还要插着电线、或许需求你拿着磁铁在外面吸着走的“伪”微型机器人,而是真实意义上的自主智能生命体。
在这个规范下,水关于机器人来说,粘稠得就像蜂蜜相同。曾经那些在宏观国际里好使的轮子、螺旋桨,在这里通通失效。所以,曩昔四十年来,科学家们尽管把芯片做小了,但一直造不出能自主运动的微型机器人。
它的巨细只要约210微米宽,还没有一只草履虫大。把它放在指纹的脊线上,就像一辆车停在巨大的山脉上。但就在这令人窒息的细小空间里,科学家硬是塞进了一个完好的中央处理器(CPU)、存储器(RAM)、温度传感器、光伏电池(电源)和驱动体系。
它是怎样动的?它没有腿,也不靠机械马达。它利用了一种叫做动电推动(Electrokinetic Propulsion)的黑科技。
简单说,它经过身体上的电极向周围液体发射弱小的电流,像磁悬浮列车操作磁场相同操作周围的离子。这些离子被电场拖拽着移动,趁便带着周围的液体活动,反作用力就把机器人面向了前方。
曾经的微型机器人大多是“傀儡”,需求外部的大型设备(如超声波或磁线圈)来指挥。假如堵截联络,它们便是一粒死沙子。
为了给它装上大脑,研讨团队挑战了极限。他们运用55纳米的半导体工艺,在只要几百微米的硅片上刻蚀出了数千个晶体管。
最要命的是能量。这个小家伙全身的功耗有必要控制在100纳瓦(nW)以内——这大约便是一个生物细胞的能量消耗水平。假如你的手机具有这种能效比,充一次电估量能用一万年。
为了省电,科学家乃至从头规划了核算机的指令集。它不像咱们要敲几行代码才能动一下,它的一条指令就浓缩了“感知环境”或“移动N步”的杂乱操作。
在试验中,机器人被设定为检测环境和温度。当它测出数据后,它不会发短信,而是经过改动本身前腿和后腿的电极极性,在显微镜下跳出特定的“舞步”(曼彻斯特编码)。人类经过摄像头捕捉它的运动轨道,就能解码出它测到的温度,精度居然达到了惊人的0.3摄氏度!
这就像蜜蜂经过“8字舞”告知伙伴花蜜在哪里相同,这些硅基小人儿正在用舞姿向造物主报告微观国际的隐秘。
科学家在水里制作了一个冷热不均的环境(热梯度),然后告知机器人:去找温暖的当地。
没有任何外部遥控,机器人开端了自己的旅程。它先是原地旋转(感知形式),当发现周围变冷时,它立刻自主切换到“巡航形式”(画弧线行进),直到它游到了更温暖的区域,才满足地停下来持续转圈。
当科学家坏心眼地把热源方位互换后,机器人愣了一下,立刻反响过来,掉头持续追逐热量。
这种趋热性”(Taxis),原本是细菌等单细胞生物为生计才进化出的天性。现在,在一块没有生命的硅片上,咱们复刻了这种天性。
由于它是依据规范的半导体光刻工艺制作的,就像印报纸相同,一张晶圆上能够一起印出不计其数个机器人。依据论文预算,量产后每个机器人的本钱仅为1美分(约合人民币0.07元)。
医疗范畴:喝下一杯含有数万个机器人的液体,它们涣散到你的毛细血管中,寻觅炎症或肿瘤,然后经过“集合”来堵截癌细胞,或许精准开释药物。
材料科学:它们像工蚁相同,在微观规范上转移原子或分子,拼装出人类现存技能无法制作的新材料。
当然,现在的它还只能在过氧化氢溶液里游水,离进入人体血液还有一段距离。但正如研讨者Marc Miskin所说:咱们已证明,你能够把大脑、传感器和马达塞进一个肉眼简直看不见的东西里,而且让它活下来。

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