05.10.2022

Учёные разработали медицинский микроробот управляемый лазером

Исследователи из Корнельского университета представили микроробота, размер которого не больше чем у инфузории-туфельки. Подобные роботы могли бы перемещаться по сосудам внутри человеческого тела во время операций. Управлять ими можно с помощью лазера.

Микроробота разработал профессор физики Итаи Коэн (Itai Cohen) совместно с профессором физических наук Полом Макуэном (Paul McEuen) и доцентом Пенсильванского университета Марком Мискиным (Marc Miskin).

Роботы имеют толщину всего 5 мкм, ширину 40 мкм и длину от 40 до 70 мкм в зависимости от конструкции. Тело робота представляет собой кремниевую фотоэлектрическую схему, а ноги — электрохимические приводы.

Ножки выполнены слоями из полосок платины толщиной с атом, с титановым «колпачком» с одного конца. Когда платина подвергается воздействию электрического заряда, отрицательно заряженные ионы из окружающего химического раствора нейтрализуют его на поверхности. В итоге платиновая «нога» сгибается. Чтобы микроробот мог перемещаться, команда использует лазерные импульсы. Каждый набор импульсов нацелен на отдельную цепь, которая, в свою очередь, управляет несколькими «ножками». Роботы работают при низком напряжении (200 милливольт) и малой мощности (10 нановатт). Поскольку они изготавливаются с использованием стандартных процессов литографии, их можно изготавливать параллельно в массовом количестве: на 4-дюймовой кремниевой пластине помещается около 1 миллиона роботов.

Как отметил Коэн, пока эти роботы примитивны и не очень быстрые, однако невысокая стоимость их производства открывает путь к их массовому внедрению. «Поскольку они построены с использованием того же метода производства, что и полупроводники, они могут быть массово произведиться. Мы предвидим тот день, когда рои этих роботов будут плавать внутри вашего тела, удаляя бляшки, восстанавливая кровеносные сосуды, даже исследуя серое вещество мозга», — говорит он.

Статья исследователей под названиием “Electronically Integrated, Mass-Manufactured, Microscopic Robots” опубликована 26 августа 2022 года в журнале Nature.