Микроскопичните роботи променят границите на науката и технологиите. Тези машини с миниатюрни размери съчетават дифракционна оптика с динамична роботика, като отключват приложения, които доскоро са били смятани за невъзможни.

Като използват начина, по който светлината се разсейва от техните малки повърхности, тези роботи могат да манипулират светлинните полета, предоставяйки инструменти за изображения с висока резолюция, настройваща се оптика и силови сензори в ултрамалък мащаб.

Миниатюризирането на такива роботи за взаимодействие с видимата светлина поставя значителни производствени предизвикателства. Определени като машини с микрометрични размери, снабдени с информация, която позволява придвижване, тези микроботи изискват иновации в областта на дизайна и материалознанието.

Неотдавнашните постижения направиха този скок осъществим, създавайки основа за „дифракционна роботика“ - нова област, в която дифракцията на светлината се среща с мобилността на роботите.

Oсновата на дифрактивната роботика се основава на две новаторски технологии. Първата е протокол за кодиране на магнитна информация в микроразмерни роботи, който позволява прецизно задвижване.

Втората включва използването на отлагане на атомни слоеве (ALD) за изработване на ултратънки, гъвкави шарнири. Тези 5-нанометрови шарнири служат като съединителна тъкан за роботите, като осигуряват както издръжливост, така и съвместимост с производството на полупроводници.

Тези нововъведения позволиха на изследователите да кодират многоосова магнитна информация в дифракционни панели. Тази способност прави роботите магнитно управляеми и достатъчно гъвкави, за да се преконфигурират в магнитни полета от порядъка на милисекунди. Резултатът е платформа, която съчетава роботиката с оптичната прецизност, необходима за дифракция на видима светлина.

Изследователи от университета Корнел са пионери в тази област, представяйки най-малките ходещи роботи, регистрирани някога.

С размери от 2 до 5 микрона тези роботи са достатъчно малки, за да взаимодействат с видимите светлинни вълни, като същевременно запазват самостоятелна мобилност. Те надхвърлят предишния рекорд на Корнел от 40 до 70 микрона, като потенциалните им приложения варират от биологични изображения до измерване на сила.

„Ходещият робот, който е достатъчно малък, за да взаимодейства със светлината и да я оформя, ефективно използва обектива на микроскопа и го поставя директно в микросвета“, казва Пол Макюън, почетен професор по физика в Корнел. „Той може да прави изображения отблизо по начин, по който обикновеният микроскоп никога не би могъл.“

Движенията му, контролирани от магнитни полета, наподобяват притискане, което му позволява да се движи напред или да плува. Тази гъвкавост способства и да достига до сложни биологични структури. Терминът „дифрактивна роботика“ отразява новаторското интегриране на несвързаното роботизирано движение с дифракцията на светлината.

Снмика: Unsplash/Jason Koski/Cornell University

Виж още: През 2026 г. iPhone ще даде приоритет на ИИ ъпгрейдите чрез нови настройки на RAM паметта