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比蚂蚁还小的机器人,以后可能还会进入你的身体!

比蚂蚁还小的机器人,以后可能还会进入你的身体! 南半球之声
2019-08-09
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导读:蚂蚁虽小,力大无穷。



蚂蚁虽小,力大无穷。看过漫威电影《蚁人》的朋友可能更有感触,协同工作下的蚂蚁,往往可以更大规模的执行任务。



近日,来自美国佐治亚理工学院的研究员们就创造出了一种新型微型3D打印机器人。它只有2毫米长,1.8毫米宽,0.8毫米厚,重5毫克,实际大小比一般的蚂蚁还要小。但不要小看它,研究员表示,这些微型的机器人有朝一日可能会组队分组工作,以感知环境变化,移动材料,并且可能将来会在人体内完成伤害修复等医疗任务。


这是由佐治亚理工学院团队研制的名为 「微型鬃毛机器人(micro-bristle-bot)」的微型机器人。


由于体型微小,机器人人无法用寻常电池作为驱动。为此,研究团队为机器人设计了一系列看起来就像鬃毛一样的「脚」。当机器人接受到特定频率的振动,这些鬃毛一般的脚就会因此产生运动。


随着微型鬃毛机器人进行上下运动,经过特别设计的脚会将这种垂直运动转换为一种具有特定方向的运动。

我们在设计机器人的脚的时候,已经考虑其形态对运动方向的影响,确保机器人可根据振动来进行特定方向的移动。


佐治亚理工学院的研究团队介绍道。



也就是说,这些微小的机器人不用电来驱动,而是借助特定频率的振动。当外界致动器产生振动(这种震动可包括超声波、声纳源,甚至来自微型的扬声器等),迫使它的弹力腿向上和向下移动,推动微型机器人向前进。每个机器人可以根据腿的尺寸、直径、设计和整体几何形状,被设计用于响应不同的振动频率,而振动的幅度则可控制微型机器人运动的速度


而这些振动的来源,可以是压电制动器、超声波或是扬声器,一切在于研究人员如何设计「鬃毛」的形态。


为了找出更好的形态,论文第一作者 DeaGyu Kim 制造了数百种不同的机构原型。目前,这款机器人有两种版本,一种有四只脚,另一种则有六只脚。


在使用压电制动器的情况下,压电制动器在受到电流后会产生振动,进而驱动机器人的行动;反转过来,当压电制动器受到振动,也可以产生电流,那么它就完全实现了自主发电,自主运动的功能。


同时,研究人员也可以利用振动来支配单个机器人进行运动。因为一般以磁力驱动的微型机器人,虽然磁场可用于集体控制,但磁力无法轻易地控制个别机器人。显然在这点上,鬃毛机器人很有优势。


机器人由粘贴在聚合物身体上的压电致动器组成,聚合物身体由双光子聚合光刻(TPP)技术3D打印而成。想象下,当一群鬃毛机器人一起工作时,他们能感知环境的变化、能移动材料,在未来或许还能用于人类医疗,修复人体内的损伤。


目前研究团队正在通过将两个稍有不同的微型刷毛机器人连接到一起,为机器人增添转向功能。因为每一个连接在一起的微型机器人都会响应不同的振动频率,组合起来就可以根据不同的频率和幅度来实现转向。


研究人员表示,可通过调整振动来控制单个机器人。虽然这些机器人受制于小尺寸的物理局限性,但是它们仍然可以在一秒钟之内覆盖四倍于其自身长度的区域。


这些小机器人现在在实验室里虽然走得不错,但想要走到真实的世界,还需要一段很长的时间一旦拥有了一个可完全控制转向的微型机器人,将衍生出来无数可能性!


文中提供的所有信息仅供参考,不具备专业性,请理性阅读!涉及的所有观点不代表南半球传媒立场。资料来源:Georgia Tech、机器人在线、AI中国网、ifanr、澎湃新闻部分图片来源于网络,版权归原作者所有,若有不妥欢迎原作者联络署名或删除。


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