This post is also available in:
English (אנגלית)
רובוטים הלכו והפכו עם השנים לקטנים יותר, זולים יותר ובעלי יכולות מתקדמות — אך עד לאחרונה, אוטונומיה אמיתית נעצרה בקנה מידה של מילימטרים. מתחת לסף הזה, תכנונים קונבנציונליים כושלים: מנועים זעירים נשברים בקלות, סוללות אינן מסוגלות לאגור אנרגיה מספקת, ותנועה בנוזלים הופכת לבלתי יעילה כאשר הצמיגות גוברת על האינרציה. כתוצאה מכך, רוב המכונות המיקרוסקופיות נזקקו לשליטה חיצונית, לשדות מגנטיים או לקשירה פיזית כדי לפעול.
דור חדש של רובוטים תת־מילימטריים משנה את התמונה. חוקרים מאוניברסיטת פנסילבניה ומאוניברסיטת מישיגן הדגימו את הרובוטים האוטונומיים, המתוכנתים לחלוטין, הקטנים ביותר בעולם — מכונות שוחות חופשיות, קטנות מגרגר מלח, המסוגלות לחוש את סביבתן, לקבל החלטות ולפעול במשך חודשים ללא כל שליטה חיצונית.
כל רובוט בגודל של כ־200 על 300 על 50 מיקרומטרים, ונושא על גבו את כל הדרוש לפעולתו: מחשב זעיר, חיישנים, מערכת הנעה ותאי שמש להפקת אנרגיה. במקום חלקים נעים, הרובוטים מניעים את עצמם באמצעות יצירת שדות חשמליים זעירים הדוחפים יונים בסביבה, אשר בתורם מניעים את המים סביבם. למעשה, הרובוט "רוכב" על הנוזל שהוא יוצר — תנועה חלקה ועמידה ללא גפיים עדינות ושבריריות.
על פי דיווח של TechXplore, שיטת הנעה זו מאפשרת דפוסי תנועה מורכבים והתנהגות קבוצתית מתואמת, כאשר הרובוטים שוחים במהירות רבה. היעדר מפרקים מכניים מקנה להם עמידות גבוהה, כך שניתן לטפל בהם שוב ושוב והם נותרים מבצעיים לאורך זמן. בהזנה מאור לד פשוט, הם מסוגלים לפעול ברציפות במשך חודשים.
האוטונומיה בקנה מידה זה התאפשרה הודות לחישוב בצריכת אנרגיה אולטרה־נמוכה. המעבדים והזיכרון שעל הסיפון פועלים בהספק של עשרות ננו־ואטים בלבד, מה שחייב תכנון מחדש רדיקלי של החומרה והתוכנה כאחד. התוכניות דחוסות למערכי הוראות קומפקטיים במיוחד, המאפשרים התנהגות משמעותית בתוך נפח זיכרון מזערי. הרובוטים מסוגלים לזהות שינויים בטמפרטורה בדיוק גבוה ולהתאים את תנועתם בהתאם — כלומר, לחוש ולהגיב לסביבתם.
מערכות אוטונומיות בקנה מידה כזה עשויות בעתיד לתמוך בבדיקת חללים צרים, ניטור סביבות רגישות או חישה מבוזרת באזורים שאינם נגישים לפלטפורמות גדולות יותר. מאחר שהן פועלות באופן עצמאי ובמספרים גדולים, מערכות כאלה יכולות להציע יתירות ונוכחות מתמשכת — ללא תלות בקישורי תקשורת או בשליטה אנושית — תכונות בעלות ערך בסביבות מאוימות או נטולות קשר.
מעבר לשימושים ביטחוניים, הפלטפורמה תוכננה בכוונה להיות כללית. גרסאות עתידיות יוכלו לשלב חיישנים נוספים, לפעול בתנאים קשים יותר או להריץ תוכניות מורכבות יותר. החוקרים מתארים זאת כצעד יסוד: לאחר שהוכחו חישה, חישוב ותנועה בקנה מידה זה, ניתן להוסיף שכבות של יכולות חדשות.
המחקר מוכיח שאוטונומיה אינה מוגבלת עוד על ידי גודל. רובוטים שכמעט ואינם נראים לעין יכולים כעת לחשוב, לנוע ולהגיב בכוחות עצמם — ולפתוח חזית חדשה ברובוטיקה ברמה המיקרוסקופית.
המחקר פורסם כאן.
