I ricercatori hanno sfruttato le più recenti tecniche di nanofabbricazione per creare robot a forma di insetto alimentati in modalità wireless, in grado di camminare, in grado di sopravvivere in ambienti difficili e abbastanza piccoli da essere iniettati attraverso un normale ago ipodermico.

"Quando ero un bambino, Ricordo di aver guardato al microscopio, e vedere tutte queste cose pazze in corso. Ora stiamo costruendo cose che sono attive a quelle dimensioni. Non dobbiamo solo guardare questo mondo. Puoi davvero giocarci, " ha detto Marc Miskin, che ha sviluppato le tecniche di nanofabbricazione con i suoi colleghi professori Itai Cohen e Paul McEuen e il ricercatore Alejandro Cortese alla Cornell University mentre Miskin era un postdoc nel laboratorio di fisica atomica e dello stato solido lì. A gennaio, divenne assistente professore di ingegneria elettrica e dei sistemi presso l'Università della Pennsylvania.

Miskin presenterà la sua ricerca sui robot microscopici questa settimana all'American Physical Society March Meeting a Boston. Parteciperà inoltre a una conferenza stampa di descrizione del lavoro. Le informazioni per l'accesso per guardare e porre domande in remoto sono incluse alla fine di questo comunicato stampa.

Origini dei Micro Robot

Nel corso degli ultimi anni, Miskin e colleghi di ricerca hanno sviluppato una tecnica di nanofabbricazione multistep che trasforma un wafer di silicio specializzato da 4 pollici in un milione di robot microscopici in poche settimane. Ogni 70 micron di lunghezza (circa la larghezza di un capello umano molto sottile), i corpi dei robot sono formati da uno scheletro rettangolare supersottile di vetro ricoperto da un sottile strato di silicio in cui i ricercatori hanno inciso i suoi componenti di controllo elettronico e due o quattro celle solari al silicio, l'equivalente rudimentale di un cervello e degli organi.

"La spiegazione di alto livello di come li produciamo è che prendiamo la tecnologia sviluppata dall'industria dei semiconduttori e la usiamo per creare piccoli robot, " disse Miskin.

Ciascuna delle quattro gambe di un robot è formata da un doppio strato di platino e titanio (o alternativamente, grafene). Il platino viene applicato mediante deposizione di strati atomici. "È come dipingere con gli atomi, " ha detto Miskin. Lo strato di platino-titanio viene quindi tagliato nelle quattro gambe spesse 100 atomi di ciascun robot.

"Le gambe sono super forti, " ha detto. "Ogni robot trasporta un corpo che è 1, 000 volte più spesso e pesa circa 8, 000 volte di più di ogni gamba."

I ricercatori puntano un laser su una delle celle solari di un robot per alimentarlo. Questo fa espandere il platino nella gamba, mentre il titanio rimane a sua volta rigido, facendo piegare l'arto. L'andatura del robot è generata perché ogni cella solare provoca la contrazione alternata o il rilassamento delle gambe anteriori o posteriori.

I ricercatori hanno visto per la prima volta la gamba di un robot muoversi diversi giorni prima di Natale 2017. "La gamba si è solo contratta un po', " ha ricordato Miskin. "Ma è stata la prima prova del concetto:funzionerà!"

I team di Cornell e Pennsylvania sono ora al lavoro su versioni intelligenti dei robot con sensori a bordo, orologi e controller.

L'attuale fonte di energia laser limiterebbe il controllo del robot a una larghezza di un'unghia nel tessuto. Quindi Miskin sta pensando a nuove fonti di energia, compresi ultrasuoni e campi magnetici, ciò consentirebbe a questi robot di compiere incredibili viaggi nel corpo umano per missioni come la consegna di farmaci o la mappatura del cervello.

"Abbiamo scoperto che puoi iniettarli usando una siringa e sopravvivono, sono ancora intatti e funzionanti, il che è piuttosto interessante, " Egli ha detto.