ابتكر باحثون من جامعتَي بنسلفانيا وميشيجان أصغر روبوتات مجهرية قابلة للبرمجة وتعمل بذاتها، يبلغ قياس كل منها نحو 200×300×50 ميكرومتر وتكلف قرشًا واحدًا تقريبًا، ويمكنها العمل لعدة أشهر.
تعتمد الروبوتات كليًا على الطاقة الضوئية، حيث تستخدم ألواحًا شمسية متناهية الصغر تغذي حواسيبها الداخلية وتتيح لها التفكير والتصرف المستقل، وهو إنجاز غير مسبوق لهذا الحجم.
أطلق الفريق على هذه الروبوتات لقب أول روبوت بحجم أقل من ملليمتر قادر على التفكير، وذلك بفضل وجود معالج وذاكرة ومجسات مدمجة في شريحة مضغوطة تتيح تشغيلها بشكل مستقل.
وبعيدًا عن التصميم القائم على الطاقة الضوئية، طور فريق من جامعة ميشيغان دوائر كهربائية فائقة الكفاءة في استهلاك الطاقة، مما سمح للمعالجات الدقيقة بالعمل بكفاءة عالية باستخدام الطاقة المحدودة التي توفرها ألواحها الشمسية المجهرية.
تشغل الخلايا الشمسية معظم سطح الروبوت، لذا وضع الباحثون المعالج والذاكرة في المساحة المتبقية الضيقة، وكانت النتيجة تصميمًا قادرًا على التفكير مع الحفاظ على بساطة التكلفة وبنية معيارية.
وتستطيع هذه الروبوتات قياس درجة الحرارة بدقة تقارب ثلث درجة مئوية تقريبًا، مما يسمح باستشعار تغيرات الحرارة أو التحرك نحو المناطق الأكثر دفئًا، وهذا الدقة ذو قيمة في البحوث الطبية مثل متابعة صحة الخلايا وتتبع النشاط الخلوي في الوقت الفعلي.
في المستقبل يخطط الباحثون لجعل هذه الروبوتات أكثر ذكاءً وتنوعًا في الاستخدامات، فهم يتصورون نماذج قادرة على تخزين برامج أكثر تعقيدًا، والتحرك بسرعة أكبر، والتعامل مع بيئات أكثر قسوة، بفضل تصميمها المعياري منخفض التكلفة، ما يجعلها منصة لجيل جديد من الآلات الدقيقة القادرة على ترميم الأنسجة وتجميع هياكل نانوية.
تصميم بديل لحركة بلا أجزاء متحركة
على عكس الأنظمة الروبوتية الأكبر التي تتحرك بمفاصل ميكانيكية، تتبنى هذه الفئة من الروبوتات نهجًا مبتكرًا يحفز حركة الأيونات في السائل المحيط عبر توليد مجال كهربائي، ما يدفع جزيئات الماء المجاورة إلى الدفع للأمام وتسمح لها بالانزلاق في أنماط معقدة أو حتى السباحة كقطيع من الأسماك.
يتميز هذا التصميم بغياب أجزاء ميكانيكية متحركة، ما يمنحه متانة عالية، وقد وصلت بعض العينات إلى حركة بسرعات تقارب طول جسم الروبوت في الثانية، وهو إنجاز مذهل لآلة أصغر من ذرة غبار.
تتيح هذه الدوائر والمفاهيم استخدامها في نطاقات واسعة، مع إمكانات لتنميتها كمنصة لأجهزة دقيقة تُنجز مهام مثل ترميم الأنسجة أو تجميع هياكل نانوية في المستقبل القريب.
