Университеты Пенсильвании и Мичигана разработали автономных программируемых микророботов

В декабре 2025 года исследователи из Пенсильванского университета (UPenn) и Мичиганского университета (UMich) объявили о создании самых миниатюрных в мире полностью программируемых и автономных роботов. Эти микроскопические плавающие машины способны самостоятельно реагировать на изменения окружающей среды и сохранять работоспособность на протяжении многих месяцев. Каждый робот имеет размеры около 200 на 300 на 50 микрометров, что сопоставимо с масштабом многих биологических микроорганизмов, а оценочная стоимость производства одной единицы составляет всего один цент.

Ключевым достижением является полная автономность устройств, исключающая необходимость внешнего управления с помощью лазерных или магнитных полей. Роботы оснащены бортовыми компьютерами и электронными датчиками, позволяющими им, например, определять локальную температуру с точностью до одной трети градуса Цельсия и самостоятельно корректировать траекторию движения. Интеграция сенсоров, памяти и процессора на столь малом теле представляет собой прорыв, поскольку ранее ученые не могли разместить полноценный вычислительный блок в роботе такого размера.

Движение микромашин обеспечивается уникальной системой электрокинетического привода, активируемого светом через встроенные миниатюрные солнечные элементы. Принцип работы основан на генерации электрического поля, которое заставляет ионы в окружающей среде двигаться, увлекая за собой молекулы воды и создавая тягу. Профессор Марк Мискин из Penn Engineering, старший автор совместных публикаций в Science Robotics и PNAS, отметил, что созданные роботы в десять тысяч раз меньше предыдущих аналогов, преодолевая научный барьер, нерешенный в микроробототехнике более сорока лет.

Разработка позиционируется как универсальная платформа, поскольку система движения совместима с электроникой, а схемы могут быть изготовлены недорого в больших объемах. Отсутствие движущихся частей в приводе гарантирует исключительную долговечность устройств. Потенциальное применение охватывает биомедицинскую сферу для мониторинга здоровья клеток через измерение температурных прокси-сигналов, а также промышленность, например, в конструировании микромасштабных устройств.

Исследователи подчеркивают, что для клинического внедрения необходима дальнейшая работа, в частности, над системами, не зависящими от внешнего освещения, и над адаптацией к нетоксичным средам, поскольку текущая версия функционирует в растворе перекиси водорода. Команда Мичиганского университета внесла вклад в разработку бортового микрокомпьютера, использующего КМОП-фабрикацию для размещения всей электроники. Профессор Мискин рассматривает это достижение как начало развития программируемой робототехники на микроуровне, открывающее путь к более сложному функционалу.