- 1. Микроскопический робот с лазерной активацией.
- 2. Водный робот в стиле морских существ
- 3. Биоинспирированный микроробот
- 4. Магнитные микроботы типа Lego.
- 5. Миниатюрные роботы
- 6. Гарвардский амбулаторный микробот или HAMR-JR
- 7. RoBeetle
- 8. Магнитные Т-Будботы
- 9. Вездеходный микроробот.
- 10. РобоФлай
Революция роботов продолжается! Микро-робототехника, развивающаяся область исследований, в которой происходит перекрестное слияние микротехнологий и робототехники, быстро прокладывает путь для разработки роботов, которые меньше человеческого волоса. Да, вы правильно прочитали. От микроботов, которые могут ходить, летать, плавать, карабкаться, ползать и выполнять различные задачи, такие как доставка лекарств в наш организм, обнаружение рака, уничтожение опухолей; по всему миру было сделано несколько инноваций.
Чтобы развить успех этих передовых изобретений, ученые также придумали микророботов размером менее 1 миллиметра. Инженеры и программисты по всему миру постоянно работают над продвижением в этой области и разрабатывают микророботов, которых нельзя увидеть невооруженным глазом. Все благодаря последним достижениям в электронике, механике, нанотехнологиях и вычислительной технике.
Некоторые из разрабатываемых микророботов становятся невероятно полезными инструментами, а другие разрабатываются и развиваются как творческие идеи для дальнейших инноваций в области микробототехники. Вот 10 невероятно креативных и продвинутых микророботов, разработанных в 2020 году. Эти микроботы являются результатом превосходной инженерии и разработаны для решения многих задач; будь то в области вооруженных сил, здравоохранения или инженерии. Итак, без лишних слов, давайте проверим их.
1. Микроскопический робот с лазерной активацией.
Исследователи из Корнелла и Университета Пенсильвании построили микроскопических роботов, состоящих из простой схемы, сделанной из кремниевых фотоэлектрических элементов, особенно туловища и мозга, и четырех электрохимических приводов, которые работают как ноги. Эти активируемые лазером микророботы имеют толщину около 5 микрон, ширину 40 микрон и длину от 40 до 70 микрон. Эти крошечные роботы управляются мигающими лазерными импульсами на различных фотоэлектрических элементах, что помогает заряжать отдельные ножки. Чтобы робот мог ходить, лазер переключается между передней и задней фотовольтаикой.
2. Водный робот в стиле морских существ
Недавно исследователи Северо-Западного университета разработали мягкого робота, который может ходить со скоростью человека, поднимать транспортный груз в разные места, подниматься по холмам, танцевать и т. Д. Этот микроробот, напоминающий четвероногого осьминога, работает. внутри резервуара, заполненного водой, и идеально подходит для использования в водной среде. Этот крохотный аква-робот размером с сантиметр имитирует поведение морских обитателей и движется со скоростью один шаг в секунду. Это почти 90% воды по весу, не требует сложного оборудования, гидравлики или электричества для движения, вместо этого она активируется светом и движется в направлении внешнего вращающегося магнитного поля. Заполненная водой структура этого микроробота и встроенный каркас из выровненных никелевых нитей являются ферромагнитными, что обеспечивает точное движение и маневренность.
3. Биоинспирированный микроробот
Вдохновленные лейкоцитами, группа ученых из Института интеллектуальных систем Макса Планка (MPI-IS) в Штутгарте изобрела крошечного микроробота, который напоминает лейкоцит, перемещающийся по кровеносной системе. Этот микроробот напоминает лейкоциты по форме, размеру и способностям передвижения. Робот-доставщик лекарств шарообразной формы может выдерживать искусственный кровоток. Он охватывает каждую ячейку, предлагая идеальный маршрут для навигации. Диаметр этого микроконтроллера составляет менее 8 микрометров и он состоит из стеклянных микрочастиц. Одна сторона покрыта тонкой пленкой из никеля и золота, а другая - молекулами противораковых лекарств и специфическими биомолекулами, которые могут распознавать раковые клетки. Он имеет покрытие из специфичных для клеток антител на поверхности и может высвобождать молекулы лекарства. В лабораторных условияхмикроконтроллер может достигать скорости до 600 микрометров в секунду, что составляет около 76 длин тела в секунду.
4. Магнитные микроботы типа Lego.
Ынхи Ким и Хонгсу Чой, два инженера из Института науки и технологий Тэгу Кёнбук в Южной Корее, и их коллеги построили прямоугольных роботов, которые могут работать как соединители нервных клеток, перекрывая промежутки между двумя отдельными группами клеток. Крошечные магнитные микроботы, похожие на Лего, размером 300 микрометров в длину и 95 микрометров в ширину, могут соединять клетки мозга (отдельные нейроны) вместе в нейронную сеть.
5. Миниатюрные роботы
Исследователи из ETH Zurich разработали микророботов, напечатанных на 3D-принтере, которые способны доставлять полезные нагрузки с лекарствами через кровеносные сосуды в человеческом теле. Эти микророботы настолько крошечные, что могут маневрировать по нашим кровеносным сосудам и доставлять лекарства в определенные точки тела. Миниатюрные роботы созданы с помощью технологии 3D-печати, которая включает сложное соединение нескольких материалов. Металлы и полимеры имеют разные свойства, и оба материала предлагают определенные преимущества при создании микромашин. Два материала - металл и пластик - связаны между собой так же тесно, как звенья цепи.
6. Гарвардский амбулаторный микробот или HAMR-JR
Исследователи из Гарвардской школы инженерии и прикладных наук им. Джона А. Полсона (SEAS) и Гарвардского института биологической инженерии Висс разработали и запрограммировали робота HAMR - JR, вдохновленного тараканами. Этот робот размером с пенни измеряет длину тела 2,25 сантиметра и весит около 0,3 грамма, и он может проходить около 14 длин тела в секунду.
7. RoBeetle
RoBeetle - это крошечный автономный ползучий робот размером с насекомое размером 88 миллиграммов, работающий за счет каталитического сжигания метанола. Этот крошечный робот, разработанный исследователями из Университета Южной Калифорнии, работает на метаноле и использует искусственную мышечную систему, чтобы ползать, лазать и переносить грузы на спине в течение двух часов. RoBeetle длиной 15 миллиметров (0,6 дюйма) использует искусственную мышечную систему, основанную на жидком топливе (метаноле), которая хранит примерно в 10 раз больше энергии, чем батарея такой же массы.
У этого микроробота четыре ноги. Его задние ноги зафиксированы, а передние ноги прикреплены к трансмиссии, которая соединена с листовой пружиной, натянутой таким образом, что ноги тянут назад. Корпус робота работает как топливный бак, наполненный метанолом, а конструкция такова, что робот может стоять прямо в неподвижном состоянии. Механическая конструкция системы позволяет регулировать поток топлива с помощью чисто механической системы.
8. Магнитные Т-Будботы
Исследователи из ACS Applied Materials & Interfaces разработали T-Budbots, биосовместимые микромоторы из чайных почек, которые вытесняют биопленки, выделяют антибиотик, убивающий бактерии, и очищают от мусора. Крошечные боты могут интегрировать антибиотик ципрофлоксацин из-за электростатического взаимодействия на своей поверхности, тем самым увеличивая их антибактериальную эффективность против ужасных патогенных бактериальных сообществ Pseudomonas aeruginosa и Staphylococcus aureus. Чайные почки Camellia sinensis пористые, нетоксичные, недорогие и биоразлагаемые. Кроме того, чайные почки также содержат полифенолы, обладающие антимикробными свойствами.
9. Вездеходный микроробот.
Инженеры из Университета Пердью разработали вездеходный микроробот размером с несколько прядей человеческого волоса. Этот микроробот может путешествовать по толстой кишке, делая сальто назад и доставляя наркотики людям с толстой кишкой и другими органами на пересеченной местности. Робот-вездеход слишком мал, чтобы нести аккумулятор; поэтому он получает питание и управляется по беспроводной сети извне с помощью магнитного поля.
10. РобоФлай
И последнее, но не менее важное: это робот по имени RoboFly. Исследователи из Вашингтонского университета создали этого микроробота с машущими крыльями массой 74 мг, который может перемещаться в воздухе, на земле и на поверхности воды. Этот новый робот был построен с использованием меньшего количества компонентов по сравнению с другими разработанными роботами размером с насекомых. Это помогло упростить процесс изготовления. Конструкция этого робота такова, что шасси состоит только из одного сложенного листа ламината.
RoboFly использует два хлопающих крыла, приводимых в движение пьезоэлектрическими приводами, чтобы летать и парить, как некоторые насекомые. Он может двигаться и управлять по земле, используя взмахи крыльями. Поскольку робот имеет небольшой вес, он может приземлиться на водные поверхности, если дополнить его набором из трех ножек. После приземления робот может двигаться и управлять по воде, используя тот же принцип, что и для движения по земле.
Разве эти крошечные роботы не поразили вас? Наш список микророботов может быть неполным, так как, безусловно, происходит больше инноваций, пока мы записываем этих микророботов, или мы могли пропустить некоторые из них, но этот список даст вам довольно хорошее представление о том, где инновации в области микробототехники стоят сегодня и в каком направлении они развиваются.