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MIT開發出細胞大小的環境傳感機器人

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www.1zhemall.com
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www.1zhemall.com
2018-07-28
在血液中注入數億納米機器以保持身體健康和強壯——這可能聽起來像科幻小說中的情節。但近期,麻省理工學院(Massachu-setts Institute of Technology,MIT)研究者成功開發出細胞大小的微型機器人,這讓我們離科幻情節更近了一步。
 
據麥姆斯咨詢報道,MIT研究者已能開發出最小尺寸的機器人,可感知周圍環境、儲存數據并執行計算任務。該微型機器人的大小與人類卵細胞相當,并且擁有由2D材料制成的微型電子電路。研究者在2D材料上附著了許多被稱為“膠體”的微小顆粒。
 
膠體是1nm至1μm大小的不溶粒子或分子。這些顆粒非常微小,因此可以無限期地懸浮在液體或空氣中。這是由于重力對膠體的引力相比空氣或液體中膠體與其它粒子隨機碰撞的引力弱,這就意味著它們永遠不會沉到表面上或沉淀在體液的底部。
 
該微型機人利用一顆光電二極管供電,并通過各種微型傳感器讀取本地數據;只要保持供電,就能讓機器人感知周圍環境的信息并將數據存儲在板載閃存中,任務完成后,通過專用裝置讀取數據。該微型2D電子電路由諸如石墨烯等新一代材料制成,但它們還無法獨立完成工作,需要在基板中增加電路功能,因此對在基板中集成更多電子元器件的研究仍在繼續進行中。
 
雖然單個微型機器人能力非常有限,但它們會成為未來更大規模項目的重要組成部分。MIT將這些膠體粒子與復雜電路相結合的能力,為開放在多用途場景中執行多種醫療或工業環境診斷任務的器件奠定了基礎。
 
這些微型機器人的作用不可小覷,它們可以穿過人類消化系統尋找病灶,或穿過石油/天然氣管道尋找堵塞點。MIT研究者另辟蹊徑,采用了與其他研究者不同的方法。相比于其他團隊專注于讓這些微型機器人使用鞭毛、類似尾巴的附屬物移動,即“期望微型機器更靈活、更易移動、收集來自不同環境的數據”;MIT研究者則專注于“期望微型機器人由環境資源中的能量驅動,并實現各種感知、數據收集和傳輸”。
 
從長遠來看,MIT的方法可能會促進在有機基板上創造出極其微小的電子元器件,這些器件可以離散地收集和傳輸各種數據,甚至可以與這些有機基板結合起來工作。雖然這些構想聽起來像是電影《合金裝備崛起:復仇》(Metal Gear Rising:Revengeance)中虛構的納米機器人,但是上述高級功能和流動性在當前技術中暫時無法實現。如果最終可行,期間還需經歷很長的研發之路。
 
對于石油和天然氣行業來說,檢查泄漏或問題耗時且花費巨大,因此這些微型機器人市場潛力是非常巨大的。微型機器人可從管道的一端引入,再從另一端取出,由此獲取它們在管道中測量的數據。MIT研究者將繼續鉆研這些微型機器人技術,以實現在無需物理接觸的情況下提高數據傳輸通信的能力
 
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