Каждый раз, когда инженер Пенсильванского университета Марк Мискин рассказывает о своих исследованиях по миниатюрным роботам, кто-то задает вопрос: как это соотносится с подводной лодкой в ​​«Фантастическом путешествии»?

Это фантастический научно-фантастический фильм 1966 года, в котором крошечное судно совершает экстренное путешествие в мозг раненого ученого. Невероятный ответ: Реальные боты, которые Мискин разработал с бывшими коллегами в Корнелльском университете, примерно одинакового размера.

Примерно в четверть размера пикселя на стандартном экране компьютера, они представляют собой маленькие квадраты кремния с ножками из платины и титана, которые могут плавать внутри вашего тела и отслеживать жизненные показатели .

По крайней мере, когда-нибудь, надеется Мискин. Пока что они плавают на предметных стеклах в лаборатории Мискина в Пенне, где он начал в январе доцент кафедры электротехники и системотехники. Боты оснащены миниатюрными солнечными батареями , что позволяет Мискину заряжать их лазерным излучением.

Мискин недавно представил свои исследования в Бостоне на конференции Американского физического общества. Он разработал роботов в Корнелле в качестве постдокторского исследователя, работая с коллегами Итай Коэн, Полом Макин и Алехандро Кортезе.

Мискин сказал на пресс-конференции, что из одной 4-дюймовой кремниевой пластины можно сделать миллион роботов, используя технологии, адаптированные к полупроводниковой промышленности. Они настолько дешевы, чтобы заработать — каждая копейка — что он считает их химикатами или лекарствами.

«Это принципиально другой вид робота», — сказал он. «Вы можете выбросить их».

Другие ученые, которые слышали выступления членов команды , впечатлены.

По словам Дэвида Грасиаса, профессора химической и биомолекулярной инженерии в Университете Джона Хопкинса, создание трехмерного устройства в таком масштабе является сложной задачей. Он сравнил технологии производства, используемые командой Penn-Cornell, с очень мелкой версией оригами — японским искусством складывания бумаги. Но он предупредил, что потребуется больше работы, чтобы улучшить контроль над отдельными роботами и отслеживать их местоположение.

«Пройдет еще очень много времени, прежде чем они смогут использовать их в организме», — сказал Грасиас.

Роботы могут двигаться, потому что электричество по-разному влияет на два вида металла в каждой ноге. Платина расширяется, в то время как титан остается жестким, заставляя ноги сгибаться. Мискин сказал, что передние и задние ноги попеременно сжимаются или расслабляются, чтобы создать походку робота .

Он сказал, что исследование напомнило ему его детство, когда он смотрел на микроскопические капельки воды, поражаясь разнообразию микроорганизмов.

«Существует инопланетная, странная вселенная, которая, как мы знаем, существует в каплях воды, в нашей крови, повсюду», — сказал он. «Теперь мы можем войти в этот мир».

Будущие исследования будут включать разработку беспроводных датчиков, чтобы роботы могли передавать информацию о жизненно важных показателях от пациента, таких как уровни нейрональной активности в спинном мозге, сказал Мискин. Роботы достаточно малы, чтобы их можно было вводить с помощью шприца. Он также планирует изучить лучший способ найти их, возможно, с помощью магнитов.

Боты также могут быть использованы в небиологических целях. Мискин сказал, что коллега изучает способы их использования для повышения производительности аккумуляторных батарей.

«Они могут жить в вашей литий-ионной батарее , искать электрические шорты и пожирать их, чтобы ваша батарея работала дольше», — сказал он.

Что касается подводной лодки в «Фантастическом путешествии», Мискин не смог найти прямого упоминания о ее размерах. Но в рекламных материалах фильма он показан рядом с эритроцитами, что позволяет Мискину оценить, что длина вымышленного сосуда была около 60 микрон. Размер реальных роботов Мискина составляет 70 микрон.

Для сравнения, человеческие волосы обычно имеют толщину от 30 до 100 микрон. А стандартный пиксель экрана компьютера имеет ширину от 250 до 280 микрон.