Перспективы развития нанотехнологий в робототехнике

Глава 2. Нанороботы

В 1980-х годах Эрик Дрекслер начал публиковать книги и статьи, в которых отразил свой взгляд на будущее развитие технологий. Многими учеными эти публикации были восприняты крайне скептически, однако сейчас многие «предсказания» Дрекслера становятся реальностью буквально на глазах, что стало возможным благодаря бурному развитию нанотехнологий.

В ближайшие 10-20 лет предсказывается появление «наноботов» - наноразмерных роботов, собирающих механизмы из отдельных атомов и молекул. Причем не в демонстрационном варианте, а в промышленном масштабе. В книге «Орудие творения» (1986 г.) Эрик Дрекслер писал, что благодаря наноботам удастся преодолеть проблему «толстых пальцев» и появится возможность манипулировать веществом в нанометровых масштабах – на уровне молекул и кластеров размерами 1-100 нм. В этом направлении уже есть определенные успехи, например учеными из Гарварда был сконструирован «нанопинцет» из пары электрически управляемых углеродных нанотрубок, с помощью которого возможно перемещать 300 нанометровые кластеры полистироловых микросфер, а так же удалось извлечь единственный 20-нанометровый полупроводниковый провод из массы аналогичных перепутанных проводов.

Сегодня «роботизированные нано-манипуляторы, интегрированные в растровые электронные микроскопы высокой мощности, используются на рынке интегральных микросхем для проведения исследований. Большинство основных производителей полупроводников в настоящее время имеют в своем распоряжении такие инструменты для измерения конкретных транзисторов в разных местах микросхемы. Нанотехнологичные роботы используются для управления контактами длиной всего 100 нанометров, поскольку размер этих контактов становятся все меньше и меньше. Исполнительные механизмы робота могут установить тонко вытравленные вольфрамовые пробы на металлические контакты с целью получения хорошего электрического контакта». «Еще одним возможным применением робототехники в нано-манипулировании или сборке является схватывание и размещение датчиков для построения оптических систем, таких как спектрометры» (Джон Рэндалл, Zyvex).

На сегодняшний день созданы микросистемные технологии, которые обеспечивают задел для создания в будущем наноразмерных роботов-сборщиков. Технология микроэлектромеханических систем (MEMS) начала разрабатываться в 1980-х годах. Первое коммерческое приложение MEMS появилось 30 лет спустя – это сенсоры ускорения, которые сегодня устанавливаются практически во все современные автомобили в качестве детектора столкновений, для срабатывания выпуска защитных подушек. Технология позволяет создавать механические элементы размерами до 1 мкм.