科学者たちが塩粒程度の大きさのロボットにコンピュータを搭載

ソース：PortaldoBitcoin オリジナルタイトル：科学者たちが塩粒大のロボットにコンピュータを搭載 オリジナルリンク： 研究者たちは自律型ロボットを塩粒大のサイズにまで縮小したばかりです。そしてこれらのロボットは—ある意味で—考えることができます。

ペンシルバニア大学とミシガン大学のチームは、(米国)、塩粒大の200×300×50マイクロメートルの微小マシンを作り出しました。これらは液体中を泳ぎ、温度変化を検知し、自律的に意思決定を行い、数ヶ月間動作し続けることができます。各ユニットの製造コストは約1セントです。

これらの小さなロボットは完全に自律しています。ワイヤーや磁場、外部ジョイスティックによる制御は不要です。わずかなコンピュータ、センサー、推進システムがほとんど見えないほどのサイズに圧縮されています。

「自律ロボットのサイズを10,000倍縮小しました」と、ペン工学部の助教マーク・ミスキンは述べました。「これはプログラム可能なロボットにとって全く新しいスケールを開きます。」

この革新は、40年以上ロボティクスが直面してきた問題を解決します。それは、1ミリメートル未満で独立して動作する機械をどう作るかということです。電子工学は縮小を続けてきましたが、ロボットはそれに追いついていません。このレベルの物理学は挑戦的です—ミスキンは、水をこのスケールで押すことはタールを押すようなものであり、小さな腕や脚は簡単に壊れてしまうと説明しました。

そのため、チームは従来の設計を完全に放棄しました。関節を折り曲げたり曲げたりする代わりに、これらのロボットは周囲の液体中の荷電粒子を移動させる電場を生成します。これらのイオンは水分子を引きずりながら動き、運動を生み出します。

三つのモーターが連結されたロボットの近くの粒子追跡軌跡をタイムラプスで投影した一連の画像。

このアプローチが機能する理由は、可動部分がないからです。電極は十分に耐久性があり、マイクロピペットを使って何度もサンプル間を移動させても損傷しません。LEDライトで駆動されており、数ヶ月間泳ぎ続けることができます。

これらのロボットを駆動する超小型太陽電池はわずか75ナノワットしか生成しません。動作を可能にするために、ミシガンのチームは非常に低電圧で動作する回路を開発し、消費電力を1000倍以上削減しました。また、ソフトウェアの動作も根本的に見直し、通常複数の命令を必要とする処理を、マイクロメモリに収まる単一のコマンドに凝縮しました。

その結果、完全なコンピュータを搭載した最初のサブミリメートルロボットが誕生しました。プロセッサ、メモリ、センサー—完全なパッケージです。これまでこのスケールでこれを実現した例はありません。

これらのロボットは、温度を摂氏1/3度まで正確に検知できます—華氏6/10度に相当します（帝国単位を好む人向け）。より暖かい地域に向かって移動したり、細胞活動の指標となる温度値を報告したりできます—個々の細胞を監視する可能性もあります。

測定値を伝えるために、研究者たちは「さざ波」のような小さなダンスの振動にデータを符号化する特別な命令を作成しました。科学者たちは顕微鏡で観察し、そのメッセージを解読します。これは蜂の通信のようなものだと、ミシガン大学の電気・計算工学教授デイビッド・ブラウは説明しました。

ロボットは光のパルスによってプログラムされ、それ自体もエネルギー源となります。各ロボットには固有のアドレスが割り当てられており、研究者は異なるプログラムを異なるユニットにロードできます。独立して動作したり、群れのように協調して動いたりし、最大で1秒あたり体長の速度で移動します。

将来的なバージョンでは、より複雑なプログラムの保存、新しいセンサーの統合、より過酷な環境での動作も可能になるでしょう。現行の設計はプラットフォームであり、その推進システムはスケールとコストを抑えた電子機器で動作します。

「これは本当に最初の章にすぎません」とミスキンは述べました。「脳、センサー、モーターをほとんど見えないものに搭載し、数ヶ月間生き延びて動作させることができることを示しました。」

「この基盤があれば」と付け加え、「あらゆる種類の知能や機能を追加することが可能です。」