科學家將電腦放入一個鹽粒大小的機器人中

來源：PortaldoBitcoin 原文標題：科學家將電腦放入鹽粒大小的機器人 原文連結： 研究人員剛剛將自主機器人縮小到鹽粒大小。而這些機器人能夠思考——在某種程度上。

賓夕法尼亞大學和密歇根大學(美國)的一個團隊建造了微型機器——尺寸為200×300×50微米，與一粒鹽相當——它們在液體中游動，能偵測溫度變化，自主做出決策，並持續運作數月。每個單元的生產成本約一美分。

這些小型機器人完全自主。沒有線纜、磁場或外部操控裝置（如搖桿）。只有一個微型電腦、傳感器和推進系統，壓縮在幾乎肉眼不可見的物體中。

「我們將自主機器人的尺寸縮小了10,000倍」，賓夕法尼亞工程學院助理教授Marc Miskin表示。「這為可程式化機器人開啟了一個全新的規模。」

這項創新解決了一個困擾機器人技術40年的問題：如何製造能獨立運作、尺寸小於一毫米的機器。電子技術持續縮小，但機器人卻未能跟上。這個層級的物理挑戰很大——Miskin解釋說，在這個尺度推動水流就像在推瀝青一樣，微小的手臂或腿會直接折斷。

因此，團隊完全放棄傳統設計。這些機器人不再折疊或彎曲肢體，而是產生一個電場，移動周圍液體中的帶電粒子。這些離子拖動水分子，產生運動。

一系列時間流逝的圖像，展示靠近由三個連接馬達組成的機器人追蹤的粒子軌跡。

這種方法之所以有效，是因為它沒有活動部件。電極足夠堅固，可以反覆用微量吸管在樣本間轉移而不受損。由LED照明供電，它們可以持續游動數月。

供電這些機器人的微型太陽能電池板僅產生75奈瓦。為了讓它們能運作，密歇根團隊開發了在極低電壓下運作的電路，將能耗降低超過1,000倍。他們還徹底重新設計了軟體，只用單一指令或專用命令來濃縮通常需要多個指令的操作，這些指令可以存放在微型記憶體中。

結果是：第一個配備完整電腦的亞毫米級機器人。處理器、記憶體、傳感器——完整套件。在這個尺度上，沒有人曾經做到過。

這些機器人能以精確到三分之一攝氏度（對於習慣使用華氏系統的人來說是六十分之一度）的溫度偵測能力。它們可以向較熱區域移動，或報告溫度數值，作為細胞活動的指標——甚至可能監測單一細胞。

為了傳達測量結果，研究人員設計了一個特殊指令，將數據編碼在機器人執行的小舞蹈的“波動”中。科學家透過顯微鏡觀察並解碼訊息。密歇根大學電機與計算機工程教授David Blaauw解釋，這就像蜜蜂的通訊一樣。

這些機器人由光脈衝控制，也由光脈衝供電。每個都具有獨特的地址，讓研究人員可以在不同單元中載入不同的程式。它們可以獨立工作，也可以協同運作，模仿魚群的游動模式，速度最高可達每秒一個身長。

未來版本可能存儲更複雜的程式，整合新傳感器，或在更嚴苛的環境中運作。目前的設計是一個平台——其推進系統由可在規模化和低成本下製造的電子元件組成。

「這真的只是第一章」，Miskin表示。「我們展示了在幾乎看不見的物體中放入大腦、傳感器和馬達，並讓它存活和運作數月的可能性。」

「當你擁有這個基礎」，他補充說，「就可以加入各種智慧和功能。」