美國杜克大學(xué)的科學(xué)家日前稱，他們最近成功地設(shè)計出一款微型機(jī)器人，這款機(jī)器的尺寸只有數(shù)微米大小，可以在比針尖還小的舞臺上隨著音樂翩翩起舞。

微型機(jī)器人可在針尖上跳舞

經(jīng)過杜克大學(xué)計算機(jī)專家的多年連續(xù)攻關(guān)，沒有明顯控制系統(tǒng)的微型機(jī)器人現(xiàn)在向人們展示其自我行動的高超技藝。杜克大學(xué)計算機(jī)與生物化學(xué)教授布魯斯-唐納德說，組裝并控制這樣一個個微型機(jī)器人簡直太神奇了。每個微型機(jī)器人都做成壓舌板的模樣，但尺寸只有數(shù)微米。它們要比先前設(shè)計的微型機(jī)器人小近百倍，重量則更輕。這種機(jī)器人此前被稱為微電動系統(tǒng)機(jī)器人，它們可以進(jìn)行諸如在芯片實驗室內(nèi)部走動等任務(wù)。根據(jù)該研究小組制作的視頻，兩個微型機(jī)器人可以隨著施特勞斯的華爾茲音樂翩翩起舞，而它們的舞臺不過才1毫米大。在另一個片段中，只要這種微型機(jī)器人掃帚般的胳膊接觸到物體表面，它們就會以十分精巧的方式旋轉(zhuǎn)，就像垃圾清掃車清掃垃圾一樣。

新的研究摘要描述了這個小組最新的成果：五個微型機(jī)器人在同一控制系統(tǒng)下集體行動。唐納德研究小組在將要發(fā)表一份報告中寫道，他們的工作首次實現(xiàn)了對一組多個微型機(jī)器人的無繩控制。至于科學(xué)家是如何實現(xiàn)這項“微型集成”的，即將出版的最新一期《微電動系統(tǒng)》雜志將公布其詳細(xì)的細(xì)節(jié)。這種微型機(jī)器人之所以可以那么小，是因為它們不用連接到外部控制系統(tǒng)上。采用微芯片技術(shù)制造的這種機(jī)器人，由于工作部分的電壓不同，它們“每個人”對相同的“全球控制信號”反應(yīng)不一。唐納德說，全球控制就好比細(xì)胞里的蛋白質(zhì)對化學(xué)信號的反應(yīng)。唐納德還曾經(jīng)使用計算機(jī)算法研究生物體的生化反應(yīng)過程。在新的研究報告里，唐納德的小組向人們展示了這樣一幕，由于尺寸和柔韌性各有不同，五個微型機(jī)器人可以根據(jù)預(yù)先編排好的方式前進(jìn)、轉(zhuǎn)身、圍攏。

自1992年開始，唐納德已經(jīng)參與研究了多款微型機(jī)器人。他先是在科內(nèi)爾大學(xué)，然后是在斯坦福大學(xué)和達(dá)特茅斯大學(xué)工作，最后則來到杜克大學(xué)。最早的微型機(jī)器人是仿照微生物纖毛，這種機(jī)器人能夠進(jìn)行“諸如在微型芯片上移動”等動作。唐納德說，他們曾經(jīng)在1平方英寸的面積上安放過1.5萬個硅纖毛。在此前出版的一期《微電動系統(tǒng)》雜志上，唐納德等人講述了當(dāng)時那款微型機(jī)器人的情況：大約60微米寬，250微米長，10微米高，動力來自于工作對象的帶電表面。通過一種“抓搔”型的動力驅(qū)動器，這種微型機(jī)器人可以像尺蠖那樣在物體表面上移動，它們一步只有10至20億分之一米，但一稱鐘可以走2萬步。

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊

美國科學(xué)家雷-庫茲威爾表示，微型機(jī)器人將會首先應(yīng)用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，而傳統(tǒng)的人工智能的觀念將會被徹底顛覆。雷-庫茲威爾認(rèn)為，目前的技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到了生產(chǎn)微型機(jī)器人的階段，美國科學(xué)家和歐洲科學(xué)家已經(jīng)成功的研制出用于人類血管治療的微型機(jī)器人，在不久的將來就會制造出可以在毛細(xì)血管里運動的機(jī)器人。而這種可以在毛細(xì)血管中運動的微型機(jī)器人的出現(xiàn)將徹底改變傳統(tǒng)觀念對人工智能的理解。因為這種通過毛細(xì)血管運動的機(jī)器人，可以通過毛細(xì)血管，進(jìn)入人類大腦，機(jī)器人可以通過控制人類腦細(xì)胞這樣更高級的操作，達(dá)到一種全新的“人工智能”概念。

科學(xué)家曾經(jīng)認(rèn)為人工智能機(jī)器人的瓶頸在于微型電腦芯片的運算速度無法適應(yīng)機(jī)器人的體積，但是這種可以在毛細(xì)血管中運動的機(jī)器人則成功的應(yīng)用了最新的電腦芯片，通過與人腦配合來處理高難度運算，解決體積和運算速度矛盾的問題。特別是在與人腦進(jìn)行“智能配合”后，未來的人工智能的概念就是--機(jī)器人智能與人類大腦相互融合，人機(jī)合一。目前科學(xué)家通過已有的5種掃描技術(shù)，使得人類第一次能看到大腦生成思想的過程和智能化結(jié)構(gòu)。科學(xué)家通過收集到的大腦數(shù)據(jù)建立起有關(guān)人類大腦的詳細(xì)數(shù)學(xué)模型，用于機(jī)器人智能與人類大腦的融合。

另外，目前最新的超級計算機(jī)每秒鐘超過億次的計算速度，足以在將來的時候掃描大腦的所有區(qū)域，甚至可以超越人類腦細(xì)胞的運算極限。最終這些人工智能機(jī)器人使用的智能終端將比人類更聰明，能將生物和非生物智能的優(yōu)勢結(jié)合起來。雖然很多科學(xué)家擔(dān)心這是機(jī)器智能的外來入侵，是對人類文明的一種威脅。但是，機(jī)器人畢竟是人類制造出來的。目前，美國科學(xué)家正在嘗試把微型機(jī)器人放進(jìn)血管。納米機(jī)器人就象人類白血球一樣，能針對特定的病原體無線下載軟件，在幾秒鐘的時間里就能破壞病原體，而人體的白血球要花幾個小時的時間才能破壞病原體。科學(xué)家相信，將來使用同樣原理的微型人工智能型機(jī)器人可以通過毛細(xì)血管進(jìn)入大腦，控制和影響人類大腦。它們將增強(qiáng)人類的認(rèn)知功能，真正地擴(kuò)展人類的大腦。