- 1. Ar lāzeru aktivizēts mikroskopiskais robots
- 2. Jūras radības iedvesmots ūdens robots
- 3. Bioinspired mikro-robots
- 4. Lego tipa magnētiskie mikroboti
- 5. Miniscule roboti
- 6. Hārvardas ambulatorais mikrobots vai HAMR-JR
- 7. RoBeetle
- 8. Magnētiskie T-Budboti
- 9. Visurgājēju mikrorobots
- 10. RoboFly
Robotu revolūcija notiek! Mikro robotika, jauna pētniecības joma, kurā notiek mikrotehnoloģiju un robotikas sakausēšana, ātri paver ceļu tādu robotu attīstībai, kas ir mazāki par cilvēka matiem. Jā, jūs lasījāt šīs tiesības. Sākot no mikrobotiem, kas var staigāt, lidot, peldēt, kāpt, rāpot un veikt dažādus uzdevumus, piemēram, piegādāt ķermenī narkotikas, identificēt vēzi, iznīcināt audzējus; visā pasaulē ir veikti vairāki jauninājumi.
Lai papildinātu šo progresīvo izgudrojumu gājienu, zinātnieki ir izstrādājuši arī mikrorobotus, kuru izmērs ir mazāks par 1 milimetru. Inženieri un programmētāji visā pasaulē pastāvīgi strādā pie tā, lai sasniegtu uzlabojumus šajā jomā un izstrādātu mikrorobotus, kurus nevar redzēt ar neapbruņotu aci. Tas viss pateicoties jaunākajiem sasniegumiem elektronikā, mehānikā, nanotehnoloģijā un skaitļošanā.
Daži no izstrādātajiem mikrorobotiem daži kļūst par neticami noderīgiem rīkiem, bet citi ir izstrādāti un izstrādāti kā radošas idejas turpmākām inovācijām mikrorobotikas jomā. Šeit ir 10 labākie neticami radošie un progresīvie mikroroboti, kas izstrādāti 2020. gadā. Šie mikroboti ir izcilas inženierijas rezultāti un ir izstrādāti, lai atrisinātu daudzus mērķus; vai tas būtu militārā, veselības aprūpes vai inženierzinātņu jomā. Tāpēc bez liekas aizķeršanās pārbaudīsim tos.
1. Ar lāzeru aktivizēts mikroskopiskais robots
Pētnieki no Kornela un Pensilvānijas universitātes uzbūvēja mikroskopiskus robotus, kas sastāv no vienkāršas shēmas, kas izgatavota no silīcija fotoelementiem, jo īpaši rumpja un smadzeņu daļas, un četriem elektroķīmiskiem izpildmehānismiem, kas darbojas kā kājas. Šie lāzera iedarbinātie mikroroboti ir apmēram 5 mikronu biezumā, 40 mikronu platumā un 40 līdz 70 mikronu garumā. Šos sīkos robotus kontrolē mirgojoši lāzera impulsi dažādos fotoelementos, kas palīdz uzlādēt atsevišķu kāju komplektu. Lai ļautu robotam staigāt, lāzers tiek pārslēgts uz priekšu un atpakaļ starp priekšējo un aizmugurējo fotoelementu.
2. Jūras radības iedvesmots ūdens robots
Nesen Ziemeļrietumu universitātes pētnieki izstrādāja dzīvībai līdzīgu mīkstu robotu, kas var staigāt ar cilvēka ātrumu, paņemt transporta kravu uz dažādām vietām, kāpt augšup pa kalniem, dejot utt. Šis mikrorobots darbojas kā četrkājains astoņkājis. ūdens piepildītas tvertnes iekšpusē un ir ideāli piemērots lietošanai ūdens vidē. Šis mazais, centimetru lielais ūdens robots atdarina jūras dzīves uzvedību un pārvietojas ar ātrumu viens solis sekundē. Tas ir gandrīz 90% ūdens pēc svara, lai pārvietotos, nav nepieciešama sarežģīta aparatūra, hidraulika vai elektrība, tā vietā gaisma to aktivizē un iet ārējā rotējošā magnētiskā lauka virzienā. Šī mikrorobota ar ūdeni piepildītā struktūra un izlīdzināto niķeļa pavedienu skelets ir feromagnētiski, tādējādi nodrošinot precīzu kustību un veiklību.
3. Bioinspired mikro-robots
Iedvesmojoties no leikocītiem, Štutgartes Maksa Planka inteliģento sistēmu institūta (MPI-IS) zinātnieku grupa izgudroja niecīgu mikrobarotu, kas atgādina balto asins šūnu, kas pārvietojas pa asinsrites sistēmu. Šis mikrorobots pēc formas, lieluma un pārvietošanās iespējām atgādina leikocītus. Bumbas formas zāļu piegādes robots var izturēt simulēto asins plūsmu. Tas aptver katru šūnu, piedāvājot ideālu maršrutu navigācijai. Šī mikrokontrollera diametrs ir mazāks par 8 mikrometriem, un tas ir izgatavots no stikla mikrodaļiņām. Viena puse ir pārklāta ar plānu niķeļa un zelta plēvi, otra - ar pretvēža zāļu molekulām un specifiskām biomolekulām, kas spēj atpazīt vēža šūnas. Uz tā ir šūnu specifisko antivielu pārklājums, un tas var atbrīvot zāļu molekulas. Laboratorijas apstākļosmikrokontrolleris var sasniegt ātrumu līdz 600 mikrometriem sekundē, kas ir aptuveni 76 ķermeņa garumi sekundē.
4. Lego tipa magnētiskie mikroboti
Eunhee Kim un Hongsoo Choi, divi inženieri no Daegu Gyeongbuk Zinātnes un tehnoloģijas institūta Dienvidkorejā, un viņu kolēģi uzbūvēja taisnstūrveida robotus, kas var darboties kā nervu šūnu savienotāji, pārvarot plaisas starp divām atšķirīgām šūnu grupām. Mērot 300 mikrometrus garu un 95 mikrometru platu, mazie Lego līdzīgie magnētiskie mikroboti var savienot smadzeņu šūnas (atsevišķus neironus), lai izveidotu neironu tīklu.
5. Miniscule roboti
Pētnieki ETH Cīrihē ir izstrādājuši 3D drukātus mikrorobotus, kas spēj piegādāt zāļu kravas caur cilvēka ķermeņa asinsvadiem. Šie mikroroboti ir tik niecīgi, ka tie var manevrēt pa mūsu asinsvadiem un nogādāt medikamentus uz noteiktiem ķermeņa punktiem. Miniscule roboti tiek izveidoti ar 3D drukāšanas tehniku, kas ietver vairāku materiālu kompleksu bloķēšanu. Metāliem un polimēriem ir atšķirīgas īpašības, un abi materiāli piedāvā noteiktas priekšrocības mikrouzņēmumu veidošanā. Divi materiāli, ti, metāls un plastmasa, ir savstarpēji savienoti tikpat cieši kā ķēdes posmi.
6. Hārvardas ambulatorais mikrobots vai HAMR-JR
Pētnieki Hārvardas Džona A. Paulsona Inženierzinātņu un lietišķo zinātņu skolā (SEAS) un Hārvardas Wyss Bioloģiski iedvesmotās inženierijas institūtā izstrādāja un programmēja tarakānu iedvesmotu robotu HAMR - JR. Šī santīma izmēra robota ķermeņa garums ir 2,25 centimetri, svars - aptuveni 0,3 grami, un tas var darboties aptuveni 14 ķermeņa garumos sekundē.
7. RoBeetle
RoBeetle ir niecīgs 88 miligramu kukaiņu izmēra autonoms rāpošanas robots, ko darbina metanola katalītiskā sadedzināšana. Kalifornijas dienvidu universitātes pētnieku izstrādātais šis mazais robots darbojas ar metanolu un izmanto mākslīgo muskuļu sistēmu, lai rāpotu, rāptos un nēsātu kravas uz muguras līdz divām stundām. 15 milimetru (0,6 collu) garajā RoBeetle tiek izmantota mākslīgā muskuļu sistēma, kuras pamatā ir šķidrā degviela (metanols), kas uzkrāj apmēram 10 reizes vairāk enerģijas nekā tādas pašas masas akumulators.
Šim mikrorobotam ir četras kājas. Tā aizmugurējās kājas ir nostiprinātas, un priekšējās kājas ir piestiprinātas pie transmisijas, kas savienota ar atsperi sasprindzinātu lapu tādā veidā, ka kājas velk atpakaļ. Robota korpuss darbojas kā degvielas tvertne, kas ir piepildīta ar metanolu, un dizains ir tāds, ka robots var stāvēt taisni, kad nekustīgs. Sistēmas mehāniskā konstrukcija var modulēt degvielas plūsmu, izmantojot tīri mehānisku sistēmu.
8. Magnētiskie T-Budboti
Pētnieki no ACS Applied Materials & Interfaces izstrādāja T-Budbots, bioloģiski saderīgus mikromotorus no tējas pumpuriem, lai izspiestu biofilmas, atbrīvotu antibiotiku, lai iznīcinātu baktērijas un notīrītu gružus. Sīkie roboti var integrēt antibiotiku ciprofloksacīnu, pateicoties elektrostatiskai mijiedarbībai uz to virsmas, tādējādi palielinot to antibakteriālo efektivitāti pret Pseudomonas aeruginosa un Staphylococcus aureus šausmīgajām patogēnajām baktēriju kopienām. Camellia sinensis tējas pumpuri ir poraini, netoksiski, lēti un bioloģiski noārdāmi. Turklāt tējas pumpuros ir arī polifenoli, kuriem piemīt pretmikrobu īpašības.
9. Visurgājēju mikrorobots
Inženieri no Purdue universitātes ir izstrādājuši visurgājēju mikrorobotu, kas ir tik niecīgs kā daži cilvēka matu pavedieni. Šis mikrorobots var pārvietoties visā resnajā zarnā, veicot aizmugurējos pagriezienus un transportējot narkotikas cilvēkiem ar resnās zarnas un citiem orgāniem ar nelīdzenu reljefu. Visurgājējs robots ir par mazu akumulatora nēsāšanai; tāpēc tas tiek darbināts un bezvadu vadīts no ārpuses ar magnētisko lauku.
10. RoboFly
Visbeidzot, bet ne mazāk svarīgi, šeit ir viens nosaukums RoboFly. Vašingtonas universitātes pētnieki ir izveidojuši šo 74 mg plīvojošo spārnu mikrorobotu, kas var pārvietoties gaisā, uz zemes un uz ūdens virsmām. Šis jaunais robots tika uzbūvēts, izmantojot mazāk komponentu, salīdzinot ar citiem izstrādātajiem kukaiņu izmēra robotiem. Tas palīdzēja vienkāršot ražošanas procesu. Šī robota konstrukcija ir tāda, ka šasijai ir tikai viena salocīta lamināta loksne.
RoboFly izmanto divus pīkstošos spārnus, kurus vada pjezoelektriskie izpildmehānismi, lai lidotu un lidinātu, kā to dara daži kukaiņi. Tas var pārvietoties un vadīt uz zemes, izmantojot plīvojošos spārnus. Tā kā robots ir viegls, ja tas tiek modificēts ar trīs pēdām līdzīgu piedevu komplektu, tas var piezemēties uz ūdens virsmām. Pēc nolaišanās robots var pārvietoties un vadīt ūdeni, izmantojot to pašu principu, ko izmanto, lai pārvietotos pa zemi.
Vai šie sīkie roboti nav jūs atstājuši pārsteigtu? Mūsu mikrorobotu saraksts, iespējams, nav pilnīgs, jo, protams, notiek vairāk inovāciju, kamēr mēs pierakstām šos mikrorobotus, vai arī mēs, iespējams, esam palaiduši garām dažus no tiem, taču saraksts sniegs jums diezgan labu priekšstatu par to, kur jauninājumi mikrorobotikas jomā šodien stāv un kādā virzienā tas virzās.