Роботы в стройке

Роботы с социальным поведением будут реагировать на запах.
Описание:
В статье рассказывается о планах создания роботов с социальным, групповым поведением. Для этого создаются микроэлектронные датчики высокого разрешения, которое позволяет интегрировать их с биологическими системами.
Текст:
Профессор биологии Джозеф Айерс на протяжении более четырех десятилетий разрабатывает роботов, которые не полагаются в своем поведении на алгоритмы, заложенные в их программах или на приказы внешних управляющих контролеров. Его роботы, используя электронные нервные системы, воспринимают со своих сенсорных датчиков состояние окружающей среды и вырабатывают свою линию автономного поведения. Например, команда роботов омаров предназначена для того, чтобы искать подводные мины, не следуя заданным курсом. «Теперь мы хотим сделать роботов, имитирующих групповое поведение, — сказал Айерс, отметив при этом, что социальные колонии насекомых являются идеальной моделью. — Если вы имеете большое поле для исследований, например шахту, то вы захотите иметь там 20 или 30 роботов. Для того чтобы роботы сотрудничали друг с другом, они нуждается в такой модели поведения, чтобы действовать, как муравьи, пчелы или термиты». Пчелы, общаясь, покачивают своими задами. Муравьи используют почти два десятка запаховых желез, помечая запахом следы, когда они занимаются своими делами. Такое групповое поведение Айерс хочет имитировать в своем следующем поколении биомиметических роботов. Для этого ему нужны электронные устройства, которые могут различать химические вещества. Идея ученого заключается в интеграции различных микроэлектронных датчиков, которые могут взаимодействовать с живыми клетками. Например, в запрограммированной бактериальной клетке наличие одорантов в окружающей среде могут вызывать конформационные изменения, эти изменения могут вызвать приток ионов кальция, которые может обнаружить вторая ячейка, которая запрограммирована так, чтобы генерировать свет при возрастании концентрации ионов кальция. Айрес говорит, что таким образом можно увидеть запах. Результат такого анализа окружающей среды будет служить сигналом для микроэлектронных приводов робота. Он будет выполнять те или иные действия, например, перемещение к раздражителю или от него. Но для того, чтобы все это работало, нужно построить серию фантастических устройств. Органическая электроника в настоящее время изготавливается методом струйной печати. Проблема в том, что минимальный размер каплей генерируемых струйными принтерами не менее 30 мкм. Хотя это очень маленькие капельки, но они не достаточно малы для целей профессора Айерса. Ему необходимо программировать электронные функции в ячейках, которые меньше, чем живая клетка. Поэтому и используется электрогидродинамическая е – струйная печать. В случае традиционных струйных принтеров, капли наносят на поверхность через специальную мембрану в одиночку. При этом некоторая часть чернил растекается при приземлении. В е – струйных принтерах создается разность потенциалов между печатающей головкой и поверхностью печати, также у поверхности печати создается небольшой вакуум. Когда капли чернил выходят из печатающей головки, их, одновременно, как бы толкают и тянут на то самое место, для которого они предназначены. Эта технология позволяет печатать точки размером около 250 нм. Теперь можно напечатать много функций на ячейку вместо многих клеток на функцию. То есть можно производить микроэлектронику с достаточно высоким разрешением, чтобы интегрироваться с биологическими системами. Исследовательская группа профессора Айерса в настоящее время усиленно работает над печатью биосовместимых фотодиодов, датчиков оксида азота и фотодатчиков, чтобы интегрировать их в своих роботов омаров. «Это просто следующий шаг к цели, чтобы создать робота с социальным поведением», — говорит профессор.