جنرال لواء

يمكن للروبوتات النانوية بحجم الخلية حساب بيئاتها واستشعارها


تستمر تقنية النانو في التقلص ، لكن الباحثين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) أخذوا الروبوتات الصغيرة إلى مستوى جديد. ربما تكون الجامعة قد صنعت أصغر روبوتات حتى الآن قادرة على استشعار بيئاتها.

الروبوتات "الصغيرة بشكل مستحيل" هي فقط بحجم خلية بويضة بشرية يمكنها تخزين البيانات وحتى حسابها. وهي تتكون من دوائر إلكترونية صغيرة مصنوعة من مواد ثنائية الأبعاد وترفع الغرويات للمساعدة في تشغيل الأنظمة.

يبلغ حجم المواد الغروية جزءًا من مليار إلى جزء من المليون من المتر ، وهي جزيئات أو جزيئات غير قابلة للذوبان معلقة في مادة ما. أكثر أنواع الغروانيات التي يعرفها البشر شيوعًا هي الحليب ، الذي يحتوي على كريات صغيرة من الدهون والبروتينات التي لا تستقر.

قام الباحثون بربط تلك الغرويات بالدوائر المستخدمة في الروبوتات لتنفيذ الأوامر. يأمل الفريق في استخدام الروبوتات الصغيرة يومًا ما في الأجهزة التي يمكن إرسالها في رحلات تشخيصية - مثل إرسالها عبر جسم الإنسان أو خط أنابيب نفط أو عبر أنابيب في مصفاة كيميائية.

أوضح مايكل سترانو ، أستاذ الكربون سي دوبس للهندسة الكيميائية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: "أردنا اكتشاف طرق لتطعيم دوائر إلكترونية كاملة وسليمة على جسيمات غروانية". عمل سترانو كمؤلف أول للدراسة التي نُشرت اليوم في المجلةتقنية النانو الطبيعة. عمل فولوديمير كومان ، باحث ما بعد الدكتوراة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، كمؤلف رئيسي للصحيفة.

قال سترانو: "يمكن للغرويات الوصول إلى البيئات والسفر بطرق لا تستطيع المواد الأخرى الوصول إليها". يمكن لأشياء مثل جزيئات الغبار السفر نظريًا إلى الأبد في الهواء لأنها صغيرة بما يكفي لتتصادم باستمرار مع جزيئات الهواء.

وأشار سترانو إلى أن فرق البحث الأخرى عملت على أجهزة صغيرة جزيئيًا. ومع ذلك ، عملت تلك الفرق على التحكم في حركة تلك الروبوتات على نطاق فردي بدلاً من معرفة كيفية تحريك تلك الروبوتات الصغيرة بشكل جماعي.

الروبوتات التي طورها معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا تعمل بالطاقة الذاتية ولا تتطلب بطاريات داخلية. يعطي الثنائي الضوئي كهرباء كافية للدوائر الروبوتية الصغيرة لتشغيلها. يكفي فقط أن تفهم الروبوتات بيئاتها ودوائرها الحاسوبية والذاكرة.

تحتوي الرقائق التقليدية ، مثل تلك القائمة على السيليكون والتي غالبًا ما ترتبط بالإلكترونيات ، على ركائز مسطحة. هؤلاء لن يفعلوا جيدًا عند التعامل مع الغرويات. وصف الباحثون الرقائق التقليدية بأنها "متعطشة للطاقة". ومن هنا جاءت حاجة الباحثين إلى حل ثنائي الأبعاد. قام الفريق بدمج الجرافين ذو المادة الفائقة و dichalcogenides المعدني الانتقالي ووجدوا أنه الزوج المثالي للتفاعل مع الغرويات.

قال كومان: "يمكن تشغيلها بواسطة نانو وات مع الفولتية المنخفضة".

وأشار كورمان إلى أن الإلكترونيات ثنائية الأبعاد لا تزال بحاجة إلى الغرويات لتعمل بشكل كامل ، حتى على "الركائز غير التقليدية".

قال سترانو: "لا يمكن أن توجد بدون ركيزة". "نحن بحاجة إلى تطعيمها بالجسيمات لمنحها صلابة ميكانيكية ولجعلها كبيرة بما يكفي لتدخل في التدفق."

يعترف الفريق بأن الروبوتات النانوية الخاصة بهم "لم تصل إلى هذا المستوى" لتصبح إلكترونيات متقدمة.

قال سترانو: "إننا نعتبر هذه الورقة مقدمة لمجال جديد" في علم الروبوتات.


شاهد الفيديو: مستقبل الطب: روبوت صغير يعمل داخل جسم الإنسان (كانون الثاني 2022).