由西北大學的一個工程師團隊創造的微型機器人只有半毫米寬。| 資料來源:西北大學
西北大學的工程師們創造了一個半毫米寬的遠程控制行走機器人。這個微小的機器人是以皮皮蝦蟹為模型,能夠彎曲、扭曲、爬行、行走、轉彎和跳躍。
研究小組用一種形狀記憶合金材料建造了這個機器人,這種材料在加熱時可以轉變為 "記憶中的 "形狀。研究小組使用掃描的激光束在目標位置快速加熱機器人,使這些位置發生轉變。
當機器人冷卻時,一層薄薄的玻璃涂層將機器人的變形部分帶回形狀。當機器人的某些部分加熱和冷卻時,這些轉變產生了運動。改變激光掃描的方向可以改變機器人的行走方向。
該項目的理論工作負責人黃永剛說:"我們的技術能夠實現各種可控的運動方式,并能以每秒一半的身體長度的平均速度行走。對于陸地機器人來說,在如此小的范圍內實現這一點是非常具有挑戰性的。"
黃永剛是西北大學工程學院機械工程和土木與環境工程的教授,也是該大學奎雷-辛普森生物電子研究所(QSIB)的主要成員。
該項目的實驗工作負責人、QSIB主任、西北大學工程學院教授John A. Rogers說:"由于這些結構非常微小,冷卻的速度非常快。事實上,減少這些機器人的尺寸可以使它們運行得更快。"
黃和羅杰斯使用了一種彈出式組裝方法,其靈感來自于彈出式書籍,他們之前一起開發了這種方法來制造機器人。該團隊以扁平的平面幾何形狀制作了螃蟹結構的前體,然后將前體粘合到一個略微拉伸的橡膠基底上。
當拉伸的基材放松時,它產生了一個可控的彎曲,導致螃蟹彈出其三維形態。這種制造方法意味著該團隊可以創建各種不同形狀和尺寸的機器人。
該團隊希望,其研究雖然是探索性的,但有朝一日可以使該領域更接近于創造出能夠在狹小空間內執行任務的微型機器人。
羅杰斯說:"機器人學是一個令人興奮的研究領域,而微尺度機器人的開發是一個有趣的學術探索課題。你可能會想象微型機器人作為代理人,在工業中修復或組裝小型結構或機器,或者作為外科手術助手,清除堵塞的動脈,阻止內部出血或消除癌癥腫瘤--所有的微創手術。"
該團隊的研究發表在《科學機器人》上。
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