Naukowcy z UPenn i UMich Opracowali Najmniejsze W Pełni Autonomiczne Roboty

W grudniu 2025 roku zespół badaczy z Uniwersytetu Pensylwanii (UPenn) oraz Uniwersytetu Michigan (UMich) ogłosił stworzenie najmniejszych na świecie w pełni programowalnych i autonomicznych robotów. Osiągnięcie to, po ponad czterech dekadach badań, przenosi możliwości programowalnych maszyn na skalę zbliżoną do biologicznych mikroorganizmów. Marc Miskin, profesor nadzwyczajny inżynierii elektrycznej i systemów na Penn Engineering, zaznaczył, że nowe roboty są dziesięć tysięcy razy mniejsze od poprzednich modeli. Wyniki prac zostały opublikowane równolegle w czasopismach „Science Robotics” oraz „Proceedings of the National Academy of Sciences” (PNAS).

Mikroskopijne maszyny mierzą około 200 na 300 na 50 mikrometrów, co czyni je mniejszymi niż ziarnko soli i ledwo widocznymi bez powiększenia. Kluczową cechą jest ich zdolność do wielomiesięcznego, całkowicie autonomicznego działania, wspieranego przez wbudowane elektroniczne czujniki i pokładowy komputer. Roboty te mogą samodzielnie wykrywać zmiany temperatury i modyfikować swoją trajektorię bez konieczności kontroli zewnętrznej.

System napędowy eliminuje tradycyjne ruchome części. Wykorzystuje on ogniwa słoneczne aktywowane światłem, które generują pole elektryczne do elektrokinetycznego poruszania otaczającą wodą. W środowisku mikroskopowym, gdzie lepkość wody stawia duży opór, ten mechanizm omija trudności lokomocyjne, wykorzystując pole elektryczne do pchania cząsteczek wody, zamiast bezpośrednio walczyć z oporem. Komputery pokładowe, opracowane przez zespół Davida Blaauw'a z Michigan, charakteryzują się bardzo niskim zużyciem energii, wynoszącym zaledwie 75 nanowatów, co jest wynikiem zastosowania specjalnych obwodów niskonapięciowych.

Autonomia maszyn jest programowalna za pomocą impulsów świetlnych, a każda jednostka posiada unikalny identyfikator, umożliwiający indywidualne sterowanie lub skoordynowane działanie w grupie. Roboty te są w stanie wykrywać zmiany temperatury z precyzją do jednej trzeciej stopnia Celsjusza, co może służyć jako wskaźnik aktywności komórkowej. Dzięki bezruchomemu systemowi napędowemu, maszyny te charakteryzują się dużą trwałością i mogą być manipulowane standardowym sprzętem laboratoryjnym.

Potencjalne zastosowania tej technologii obejmują sektor biomedyczny, oferując możliwości monitorowania stanów komórkowych i diagnostyki na poziomie mikro. W przemyśle mogą one wspierać procesy konstrukcyjne urządzeń w skali mikro. Szacowany koszt produkcji pojedynczego egzemplarza to zaledwie jeden pens, co sugeruje potencjał masowej produkcji, choć dalsze prace rozwojowe są niezbędne do powszechnego wdrożenia. Profesor Miskin określił obecne osiągnięcie jako „pierwszy rozdział”, wskazując na przyszłe badania skupione na bardziej złożonych programach operacyjnych.