В НИИ Физических проблем имени Ф. В. Лукина (г. Зеленоград) разработана концепция устройства, способного стабильно перемещаться по шероховатой поверхности с очень малым шагом в несколько десятков нанометров. Согласно замыслу разработчиков, устройство, названное шагающим роботом-нанопозиционером буквально шагает по поверхности, отрывая одни опоры и устанавливая вместо них другие.

Робот может производить перемещения микро/нанозондов, исследуемых образцов, технологических подложек, микро/нанодатчиков, микро/наноинструментов и т.п. объектов, что в настоящее время требуется в таких областях как сканирующая зондовая микроскопия, нанотехнология, микромеханика, молекулярная биология и других.

«Шагающий нанопозиционер назван роботом, потому что в автоматическом режиме определяет место на несущей поверхности, куда следует поместить переносимую опору так, чтобы после её установки на поверхность опора сохраняла устойчивость. В существующих сейчас устройствах этот процесс случайный. Именно высокая устойчивость установленных опор позволяет исключить неконтролируемые нанометровые подвижки позиционера во время работы. Кроме того, в отличие от аналогов наш робот полностью отрывает опору от поверхности во время её перемещения», - рассказывает научный сотрудник института Ростислав Лапшин.

Миниатюрное устройство ориентируется в пространстве посредством разновидности технического зрения, измеряя микро/нанорельеф несущей поверхности в окрестности предполагаемого места установки опоры. Для этого используется сканирование поверхности расположенным на опоре зондом так, как это происходит, например, в атомно-силовом микроскопе. Видеокамеру, «рассматривающую» в оптический микроскоп неровности поверхности, использовать невозможно - объекты слишком малы, и находятся за физическими пределами разрешения оптики.

Примечательно, что, однажды выполнив перемещение по некоторому маршруту в ходе проведения нанотехнологического процесса, шагающий робот-нанопозиционер способен запомнить координаты особенностей (ямок) несущей поверхности, которые использовались в ходе перемещения для установки опор, после чего данный маршрут может быть точно воспроизведён нужное число раз.

Конструкция и способ управления шагающим роботом-нанопозиционером запатентованы (патент РФ на изобретение «Шагающий робот-нанопозиционер и способ управления его передвижением» № 2540283). Изобретение признано Федеральным институтом промышленной собственности перспективным и включено в специальную базу данных «Перспективные изобретения» (IMPIN).

и-Маш