科学家利用爱因斯坦相对论教机器人游过迷宫

这些微型机器人遵循光和“人造时空”的模式,就像飞船一样沿着黑洞周围的弯曲空间航行。

来源:LiveScience

研究人员开发了一种利用光图案和爱因斯坦相对论原理来操纵微型游泳机器人的方法。该技术可能是在医药到制造等应用领域部署微型机器人的第一步。

开发实际应用的微型机器人的主要挑战之一是创建能够在不包含笨重传感器和其他电子设备的情况下进行导航的机器人,这将使机器太大而无法以所需的规模运行(例如在人体内)。为了解决这个问题,宾夕法尼亚大学的物理学家创造了“人造时空”来引导机器以与宇宙飞船或光穿越宇宙时相同的方式旅行。

在这项研究中,研究人员将 100 微米(大约是人类头发的宽度)电动 (EK) 游泳机器人浸入电离溶液中,并让它们在一个简单的迷宫中行走。机器人身上覆盖着微型太阳能电池,两端都有电极;当太阳能电池暴露在光线下时,它们会为电极供电,从而产生电场,推动机器人穿过溶液。

挑战在于以足够的精度引导微型机器到达空间中的特定点,而不会受到迷宫墙壁的阻碍。这就是相对论的用武之地。根据爱因斯坦的广义相对论,引力使具有质量的物体周围的时空弯曲。光和物体遵循“直线”测地线(最短路径),看起来围绕质量弯曲。一个很好的例子是引力透镜:虽然光在宇宙中沿直线传播,但当穿过大质量物体(例如大型星系团)的引力井时,它可能会出现弯曲和放大。

人造时空

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