Микророботы размером менее миллиметра, способные самостоятельно чувствовать, «думать» и действовать, созданы учёными из Пенсильванского и Мичиганского университетов США. Результаты исследования, опубликованные 15 декабря 2025 года в журнале Science Robotics, открывают новые горизонты в области медицинской робототехники, экологического мониторинга и производства.

CMOS-технология как основа создания автономных микророботов

Ключевым прорывом стало размещение вычислительной системы непосредственно на корпусе робота с использованием технологии комплементарных металл-оксидных полупроводников (CMOS). Этот метод, традиционно применяемый для производства компьютерных чипов, позволяет «печатать» все необходимые компоненты на теле робота и изготавливать сотни устройств одновременно на одном кристалле. Производство осуществляется на коммерческом заводе по 55-нанометровому техпроцессу, что обеспечивает оптимизацию размеров и энергопотребления.

Каждый микроробот имеет ширину от 210 до 270 микрометров — меньше рисового зёрнышка. На таком миниатюрном корпусе интегрированы все ключевые системы: фотоэлектрические элементы для захвата света от внешних светодиодов и питания системы, процессор, температурные сенсоры и актуаторы для движения.

Успешные испытания микророботов в термическом градиенте

Для демонстрации способности микророботов чувствовать, обрабатывать информацию и действовать самостоятельно исследователи провели эксперимент с термическим градиентом. Робот помещался в лабораторную чашку с жидкостью, один конец которой был холодным, а другой — тёплым. Фотоэлектрические элементы непрерывно питались от внешнего источника света.

Микроробот был запрограммирован на определение температуры и соответствующую реакцию: при охлаждении он выполнял дуговое движение для поиска более тёплой жидкости, а при потеплении — поворачивался на месте, чтобы оставаться в тёплой зоне. В общей сложности было проведено 56 испытаний, и микророботы успешно переключали режимы движения автономно.

Преимущества программируемых микророботов

Исследователи отмечают многочисленные преимущества новой разработки. Цифровое программирование и бортовые вычисления позволяют одному универсальному микророботу выполнять широкий спектр задач, которые могут быть перенастроены по требованию уже после изготовления. Это существенно отличает новые устройства от существующих микроботов, которые обычно требуют громоздких внешних систем управления — мощных магнитов или лазеров — и не способны принимать автономные решения в незнакомых средах.

Кроме того, производство не обязательно должно быть дорогостоящим. Перенос вычислений на микроробота позволяет сократить стоимость и операционные накладные расходы до минимума, прокладывая путь к массовому внедрению технологии.

Перспективы применения в медицинской робототехнике

Идея роботов, достаточно маленьких для автономного перемещения по человеческому телу и восстановления повреждённых участков, долгое время казалась научной фантастикой. Однако благодаря данному исследованию хирургия на микроуровне стала на шаг ближе к реальности. Учёные десятилетиями пытались создать микроскопические роботы не только для медицинских применений, но и для экологического мониторинга и производства.

Тем не менее до практического использования микророботов внутри человеческого тела ещё предстоит пройти долгий путь. Одна из следующих целей исследователей — разработка полностью интегрированной беспроводной системы передвижения, не зависящей от внешнего источника света.

Технические характеристики микророботов

Размер: 210–270 микрометров (субмиллиметровый)

Техпроцесс: 55 нм CMOS

Питание: бортовые фотоэлектрические элементы

Сенсоры: температурные датчики

Количество на одном чипе: около 100 микророботов

Число успешных испытаний: 56

Заключение

Создание субмиллиметровых микророботов с бортовыми вычислениями, сенсорами и актуаторами представляет собой значительный шаг вперёд в области автономной робототехники. Технология CMOS позволяет массово производить программируемые устройства, способные адаптироваться к окружающей среде без внешнего управления. По мере развития беспроводных систем питания и передвижения микророботы могут найти применение в медицине, экологическом мониторинге и промышленности.

Вам также может быть интересно:

Figure 03 в 2025 году: гуманоидный робот третьего поколения попал в список лучших изобретений TIME

Робот строитель: новости в строительной индустрии 2025 года

Цифровизация Казахстана в 2025 году: решения Цифрового штаба

Источники:

TechXplore — Sub-millimeter-sized robots can sense, ‘think’ and act on their own

Science Robotics — Microscopic robots that sense, think, act, and compute

Phys.org — Science news portal

Источник: Phys.org © 2025 Science X Network Материал подготовлен на основе публикации в журнале Science Robotics

Примечание:

Настоящий материал подготовлен на основании информации, размещённой в открытых источниках, и носит исключительно информационно-справочный характер. Представленные сведения не являются официальным заключением и не могут рассматриваться в качестве юридической, финансовой или иной профессиональной консультации. Публикация не имеет рекламного характера. Упоминание торговых марок, брендов и наименований организаций носит исключительно информационный характер и не подразумевает их продвижение или одобрение.

—