Ogni volta che Marc Miskin, ingegnere dell'Università della Pennsylvania, parla della sua ricerca sui robot in miniatura, qualcuno fa la domanda:come si confronta con il sottomarino in "Fantastic Voyage"?

Questo è il fantasioso film di fantascienza del 1966 in cui una minuscola nave compie un viaggio di emergenza all'interno del cervello di uno scienziato ferito. L'incredibile risposta:i robot della vita reale, che Miskin ha sviluppato con ex colleghi della Cornell University, hanno più o meno le stesse dimensioni.

Circa un quarto delle dimensioni di un pixel su uno schermo di computer standard, sono quadratini di silicio con gambe in platino e titanio, in grado di nuotare all'interno del tuo corpo e monitorare i segni vitali.

Almeno un giorno, Miskin spera. Per adesso, nuotano su vetrini da microscopio nel laboratorio di Miskin a Penn, dove ha iniziato a gennaio come assistente professore di ingegneria elettrica e dei sistemi. I robot sono dotati di celle solari in miniatura, permettendo a Miskin di alimentarli con la luce laser.

Miskin ha recentemente presentato la sua ricerca a Boston in una conferenza dell'American Physical Society. Ha progettato i robot alla Cornell come ricercatore post-dottorato, lavorando con i colleghi Itai Cohen, Paul McEuen e Alejandro Cortese.

Un milione di robot può essere realizzato da un wafer di silicio da 4 pollici utilizzando tecniche adattate dall'industria dei semiconduttori, Miskin ha detto in una conferenza stampa. Sono così economici da produrre - una frazione di un centesimo ciascuno - che li considera come prodotti chimici o medicinali.

"È un tipo di robot fondamentalmente diverso, " ha detto. "Puoi buttarli via."

Altri scienziati che hanno ascoltato le presentazioni dei membri del team sono rimasti colpiti.

Produrre un dispositivo tridimensionale su quella scala è una sfida, disse David Gracias, professore di ingegneria chimica e biomolecolare alla Johns Hopkins University. Ha paragonato le tecniche di produzione utilizzate dal team Penn-Cornell a una versione su scala molto ridotta dell'origami, l'arte giapponese di piegare la carta. Ma ha avvertito che sarebbe necessario più lavoro per migliorare il controllo dei singoli robot e tracciare la loro posizione.

"Ci vorrà ancora molto tempo prima che possano usarli nel corpo, " Disse Grazia.

I robot sono in grado di muoversi perché l'elettricità ha un effetto diverso sui due tipi di metallo in ciascuna gamba. Il platino si espande mentre il titanio rimane rigido, facendo piegare le gambe. Le gambe anteriori e posteriori vengono alternativamente contratte o rilassate per generare l'andatura del robot, disse Miskin.

Ha detto che la ricerca gli ha ricordato la sua infanzia, quando guardava le gocce d'acqua al microscopio, meravigliandosi della gamma di microrganismi.

"C'è questo alieno, bizzarro universo che sappiamo esiste in gocce d'acqua, nel nostro sangue, tutto, " ha detto. "Ora possiamo entrare in quel mondo."

La ricerca futura riguarderà lo sviluppo di sensori wireless in modo che i robot possano trasmettere informazioni sui segni vitali da un paziente, come i livelli di attività neuronale nel midollo spinale, disse Miskin. I robot sono abbastanza piccoli da poter essere iniettati con una siringa. Ha anche intenzione di studiare il modo migliore per recuperarli, magari con i magneti.

I robot potrebbero essere utilizzati anche in applicazioni non biologiche. Miskin ha detto che un collega sta esaminando i modi in cui potrebbero essere utilizzati per migliorare le prestazioni delle batterie ricaricabili.

"Potrebbero vivere nella tua batteria agli ioni di litio, cercando cortocircuiti elettrici e mangiandoli in modo che la batteria viva più a lungo, " Egli ha detto.

Per quanto riguarda il sottomarino in Fantastic Voyage, Miskin non è riuscito a trovare una menzione diretta delle sue dimensioni. Ma nei materiali promozionali del film, è mostrato accanto ai globuli rossi, permettendo a Miskin di stimare che la nave immaginaria fosse lunga circa 60 micron. I robot reali di Miskin hanno un diametro di 70 micron.

Per confronto, i capelli umani sono tipicamente spessi da 30 a 100 micron. E un pixel standard dello schermo di un computer ha un diametro compreso tra 250 e 280 micron.

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