半導體并不是唯一超越摩爾定律的硅技術。康奈爾大學的研究人員推出了一種完整的機器人,它的外形十分小巧,足以適應人體的大部分位置,即使在人體的任何地方,也足夠便宜,可以大規模生產。

步行機器人由康奈爾大學物理學教授伊泰·科恩(Itai Cohen),物理科學教授保羅·麥克尤恩(Paul McEuen)和賓夕法尼亞大學馬克·米斯金(Marc Miskin)助理教授共同創立。請注意,這不是科恩的第一個微觀牛仔競技表演。這項工作是基于他先前在折紙啟發的,可變形的微型機器上的努力而建立的,并設法克服了困擾該領域的重大障礙:缺乏“微米級執行器系統,該系統與半導體處理和集成無縫集成。該研究小組在周三發表于《自然》雜志上的研究表明,它能夠響應標準的電子控制信號。

機器人本身只有5微米厚,40微米寬以及40到70微米長,具體取決于設計。大腦和身體由硅光伏電路組成,而腿由四重電化學致動器制成。

“在某種意義上說,從機器人的大腦來看,我們只是在利用現有的半導體技術,并使它變得小型且可發布,” McEuen告訴康奈爾新聞。“但是腿以前不存在。沒有可以使用的小型電激活執行器。因此,我們必須發明這些,然后將它們與電子設備結合起來。”

支腿由原子厚的鉑金條層疊而成,一端覆蓋有鈦“帽”。當鉑暴露于電荷時,周圍化學溶液中帶負電的離子吸收到鉑表面上以中和電荷。這種吸收導致鉑金腿彎曲,盡管它足夠細,不會在反復彎曲的壓力下斷裂。為了鼓勵機器人實際移動,研究小組使用激光脈沖對體內的光伏電池進行了爆炸。每組脈沖針對一個單獨的電路,該電路又控制一個單獨的支路。

“雖然這些機器人的功能很原始-它們不是很快,但它們沒有很多計算能力-我們為使它們與標準微芯片制造兼容而進行的創新為使這些微型機器人變得智能化打開了大門,快速且可批量生產。”科恩指出。“這實際上只是弓箭的第一槍,嘿,我們可以在一個微型機器人上進行電子集成。”

而且由于它們是使用與半導體相同的生產方法制造的,因此可以按與半導體相同的方式進行批量生產。同時,每4英寸硅晶圓大約有100萬個機器人。團隊設想了一天,這些機器人將成群結隊地游遍您的體液,清理斑塊,修復血管,甚至探查您的灰質。

“控制一個小型機器人可能會盡可能地縮小自己。我認為像這樣的機器將帶我們進入各種奇妙的世界,這些世界太小了而看不見。”米斯金總結道。

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