Varje gång University of Pennsylvania -ingenjören Marc Miskin talar om sin forskning om miniatyrrobotar, någon ställer frågan:Hur jämför det sig med ubåten i "Fantastic Voyage"?

Det är den fantastiska sci-fi-filmen från 1966 där ett litet fartyg gör en nödresa inuti hjärnan hos en skadad forskare. Det otroliga svaret:De verkliga robotarna, som Miskin utvecklade med tidigare kollegor vid Cornell University, är ungefär lika stora.

Ungefär en fjärdedel av storleken på en pixel på en vanlig datorskärm, de är små kvadrater av kisel med ben av platina och titan, kunna simma runt i din kropp och spåra vitala tecken.

Åtminstone en dag, Miskin hoppas. Tills vidare, de simmar runt på mikroskopglas i Miskins laboratorium vid Penn, där han började i januari som biträdande professor i el- och systemteknik. Robotarna är utrustade med miniatyr solceller, så att Miskin kan driva dem med laserljus.

Miskin presenterade nyligen sin forskning i Boston vid en konferens i American Physical Society. Han ritade robotarna på Cornell som postdoktor, arbeta med kollegorna Itai Cohen, Paul McEuen och Alejandro Cortese.

En miljon robotar kan tillverkas av en 4-tums wafer av kisel med hjälp av tekniker anpassade från halvledarindustrin, Sa Miskin på en presskonferens. De är så billiga att göra - en bråkdel av ett öre var - att han tänker på dem som kemikalier eller mediciner.

"Det är en helt annan typ av robot, sa han. Du kan slänga dem.

Andra forskare som har hört presentationer av gruppmedlemmar är imponerade.

Att producera en tredimensionell enhet i den skalan är en utmaning, sa David Gracias, professor i kemisk och biomolekylär teknik vid Johns Hopkins University. Han liknade tillverkningsteknikerna som Penn-Cornell-teamet använde med en mycket liten version av origami-den japanska konsten att vika papper. Men han varnade för att mer arbete skulle behövas för att förbättra kontrollen över enskilda robotar och spåra deras plats.

"Det kommer fortfarande att ta mycket lång tid innan de kan använda dem i kroppen, "Sa Gracias.

Robotarna kan röra sig eftersom elektricitet har olika effekt på de två metallsorterna i varje ben. Platinum expanderar medan titan förblir stel, får benen att böja sig. Fram- och bakbenen är växelvis sammandragna eller avslappnade för att generera robotens gång, Sa Miskin.

Han sa att forskningen påminde honom om hans barndom, när han skulle titta på vattendroppar genom ett mikroskop, förundras över utbudet av mikroorganismer.

"Det finns denna utomjording, bisarrt universum som vi vet existerar i vattendroppar, i vårt blod, överallt, "sa han." Vi kan nu gå in i den världen. "

Framtida forskning kommer att innebära utveckling av trådlösa sensorer så att robotarna kan överföra information om vitala tecken från en patient, såsom nivåer av neuronal aktivitet i ryggmärgen, Sa Miskin. Robotarna är tillräckligt små för att de ska kunna injiceras med en spruta. Han planerar också att studera det bästa sättet att hämta dem, kanske med magneter.

Bots kan också användas i icke-biologiska tillämpningar. Miskin sa att en kollega undersöker hur de kan användas för att förbättra prestanda för laddningsbara batterier.

"De kan leva i ditt litiumjonbatteri, letar efter elektriska shorts och äter upp dem så att ditt batteri lever längre, " han sa.

När det gäller ubåten i Fantastic Voyage, Miskin kunde inte hitta ett direkt omnämnande av dess storlek. Men i reklammaterial från filmen, det visas tillsammans med röda blodkroppar, tillåter Miskin att uppskatta att det fiktiva kärlet var cirka 60 mikron långt. Miskins verkliga robotar är 70 mikron breda.

För jämförelse, mänskliga hårstrån är vanligtvis 30 till 100 mikron tjocka. Och en vanlig datorskärmspixel är 250 till 280 mikron tvärs över.

© 2019 Philly.com
Distribueras av Tribune Content Agency, LLC.