Sviluppati i Robot Autonomi Più Piccoli del Mondo da UPenn e UMich

Nel dicembre 2025, i team di ricerca congiunti dell'Università della Pennsylvania (UPenn) e dell'Università del Michigan (UMich) hanno annunciato la creazione dei robot autonomi e programmabili più piccoli al mondo. Queste macchine microscopiche, pubblicate su Science Robotics e sulle Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), superano una barriera che aveva limitato la robotica per circa quarant'anni: l'ottenimento di locomozione e autonomia a scale così minute. I dispositivi misurano approssimativamente 200 per 300 per 50 micrometri, un volume inferiore a quello di un granello di sale e paragonabile a quello di molti microrganismi biologici.

L'innovazione fondamentale risiede nella loro capacità di operare in modo completamente indipendente, integrando sensori elettronici e un computer di bordo. I circuiti elettronici integrati, sviluppati in parte dal gruppo del professor David Blaauw presso l'UMich, consentono alle macchine di eseguire compiti complessi. In particolare, i micro-robot possono rilevare variazioni di temperatura con una precisione di un terzo di grado Celsius e modulare autonomamente le loro traiettorie di movimento in risposta. L'alimentazione è fornita da celle solari integrate, attivate dalla luce, che sostengono un sistema di propulsione elettrocinetico unico.

Questo sistema di propulsione aggira le difficoltà poste dall'alta viscosità a scala micrometrica, paragonabile al muoversi nel catrame, generando un campo elettrico nel fluido circostante che spinge le cariche mobili, creando un flusso reattivo che muove il robot. Il professor Marc Miskin, professore associato presso la Penn Engineering e autore senior degli studi, ha evidenziato che questi robot sono diecimila volte più piccoli rispetto ai precedenti tentativi di robotica autonoma. Questo risultato è stato raggiunto combinando la propulsione elettrocinetica, che garantisce robustezza, con l'elettronica avanzata, eliminando la necessità di attuatori complessi o di campi magnetici esterni per il controllo.

Il costo di produzione stimato per ciascuna unità è di appena un centesimo di dollaro, rendendo possibile la produzione in massa tramite tecniche di nanofabbricazione su wafer di silicio. L'integrazione di memoria, sensori e capacità di calcolo in un pacchetto così minuscolo, che opera con una potenza di soli 75 nanowatt, dimostra la fattibilità di macchine intelligenti e autonome nel mondo sub-millimetrico. La capacità di muoversi in sciami coordinati, simile a un banco di pesci, aggiunge un ulteriore livello di complessità comportamentale.

L'impatto potenziale di questa tecnologia è significativo in diversi settori. In medicina, questi robot potrebbero essere impiegati per il monitoraggio a lungo termine della salute delle singole cellule, sfruttando le variazioni termiche come segnali di attività, o per la somministrazione mirata di farmaci. Nel settore manifatturiero, la loro precisione li rende adatti ad assistere nella costruzione di dispositivi su scala micrometrica, dove gli strumenti convenzionali risultano inefficaci. La durabilità è un punto di forza, poiché il sistema di propulsione è privo di parti meccaniche in movimento, garantendo una vita operativa prolungata, sebbene sia richiesta una fornitura continua di luce per il funzionamento.