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微型機器人的概念進步

一篇激動人心的文章發表在《自然》(Nature)530-531(2020)中; doi:10.1038 / d41586-020-02421-2

已經開發出可以充當激光控制微型機器人腿的微型設備。 這些設備與微電子系統的兼容性暗示了自動微機器人大規模生產的途徑。

YouTube上的視頻 https://youtu.be/8b_dMsYLkUs


1959年,諾貝爾獎獲得者和納米技術界的有遠見的理查德·費曼(Richard Feynman)提出,“吞下外科醫生”會很有趣-也就是說,建造一個微型機器人,必要時它可以在血管中移動以進行手術。 這種對未來的標誌性願景強調了千分尺機器人技術領域的現代希望:將自動化設備部署在其宏觀同類產品無法達到的環境中。 然而,建造這樣的機器人提出了一些挑戰,包括組裝微型機車的明顯困難。 在《自然》雜誌的一篇文章中,Miskin等人。 通過電化學驅動的裝置推動激光控制的微型機器人通過液體,並且可以輕鬆地與微電子組件集成以創建完全自主的微型機器人。


由於強大的阻力會阻止微觀物體保持其動量,因此為在流動環境中移動的微型機器人開發推進策略具有挑戰性。 為了克服這一挑戰,Miskin和他的同事設計了微型致動器-將能量轉換為運動的設備-當施加少量電流時便會折疊和展開。 電流導致周圍溶液中的離子被吸附在致動器的表面上,從而改變了腿中的張力並使其彎曲。 作者使用與製造計算機芯片相同的納米製造技術來構造這些執行器。

Miskin和他的同事的工作中一個有趣的方面是,他們為他們的微型機器人使用了嶄新的設計概念。 他們沒有向靜態粒子添加驅動機制,而是使原型機器人微型化:一種行走機器,其機械腳由電子設備控制。 由於執行器是使用與製造印刷電路板相同的技術構造的,因此原則上可以同時印刷“大腦”(邏輯電路)和未來機器人的支腿。 並且由於致動器可以由通常流經電子電路的低功率電流來操作,因此傳感器和邏輯組件可以無縫地集成到致動器中。