У Німеччині створили мікророботів, які вчаться спілкуватися й працювати разом у воді

Дослідники з Технічного університету Хемніца розробили нове покоління автономних мікророботів — «смартлетів», які можуть рухатися, спілкуватися та координувати дії у водному середовищі.

Джерело: techxplore.com

Кожен такий робот має всього близько міліметра у розмірі, але оснащений власними сенсорами, процесором, джерелом енергії та оптичною системою для передачі сигналів. Вони здатні приймати світлові імпульси, реагувати на стимули рухом і обмінюватися інформацією з іншими мікророботами поруч. Результати дослідження опубліковані у журналі Science Robotics.

Як це працює

На відміну від попередніх поколінь мікророботів, що потребували громіздкого зовнішнього управління, смартлети повністю автономні. Вони працюють на вбудованих фотогальванічних елементах, керуються мікрочипами та взаємодіють через мікро-LED і фотодіоди.

Їхня конструкція натхненна технікою «орігамі»: пласка багатошарова електронна плівка самостійно згортається у крихітний 3D-куб із внутрішнім і зовнішнім функціоналом. Це дає змогу кожному кубу мати власну систему збору сонячної енергії, обчислювальний блок і сигнальну оптику.

У воді смартлети можуть рухатися за рахунок газових бульбашок, що заповнюють їхню порожнину, а також випромінювати оптичні сигнали для координації з іншими одиницями. Наприклад, отримавши світловий імпульс, один робот «передає» команду далі, запускаючи синхронний рух у групі.

Колективна поведінка

Система створює основу для багатороботних взаємодій у воді: від реакції на стимули до узгоджених дій кількох смартлетів. За словами професора Олівера Шмідта, наукового керівника проєкту, це перший автономний мікроробот, який не лише відчуває й рухається у воді, а й програмовано спілкується з іншими.

Одним із ключових досягнень стала «бездротова комунікаційна петля», яка не потребує зовнішніх камер, магнітів чи антен. Сигнали інтерпретуються кожним роботом локально за допомогою прошитої логіки, а спеціальні мікрочипи «lablets» забезпечують децентралізоване управління.

Перспективи

Мікророботи є біосумісними та здатними реагувати на зміни середовища, що відкриває широкий спектр застосувань: від моніторингу якості води до медичної діагностики та дослідження біологічних мікросередовищ.

«Ми вже працюємо над розширенням автономії, додаючи хімічні й акустичні сенсори. Смартлети можуть перетворитися на багатофункціональні платформи для роботи у складних рідинних середовищах», — зазначає співавторка дослідження д-р Єджі Лі.

У майбутньому такі системи можуть нагадувати колонії живих організмів, де окремі одиниці виконують різні ролі — від сенсорики до руху. Це підводить науку ближче до створення роботів, які не лише працюють разом, а й самоорганізовуються у складні колективи.

Таким чином, смартлети — це крок до нового рівня мікророботики, де автономні «цифрові колонії» зможуть функціонувати у водних краплях, тканинних структурах чи мікроекосистемах.