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走向智能微型機器人

2020-02-06 18:50:14    來源:    我來說兩句()
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 Paul Scherrer研究所PSI和ETH Zurich的研究人員已經開發出可以執行不同動作的微機。首先對微型機器人組件中的納米磁鐵進行磁編程,然后通過磁場控制各種運動。這樣的機器只有幾十微米的跨度,可用于例如人體中的小型操作。研究人員現在將其結果發表在科學雜志《自然》上。

該機器人的尺寸僅為幾微米,讓人想起用折紙制成的紙鳥-日本的紙折疊藝術。但是,與紙質結構不同,機器人在沒有可見力的情況下仿佛靠魔術般運動。它拍打翅膀或彎曲脖子并縮回頭部。磁性使這些動作全部成為可能。

Paul Scherrer研究所PSI和ETH Zurich的研究人員已經使用包含小型納米磁鐵的材料組裝了微型機器?梢詫@些納米磁鐵進行編程,使其呈現特定的磁性方向。然后,將編程的納米磁鐵暴露在磁場中時,特定的力就會作用在它們上。如果這些磁體位于柔性組件中,則作用在它們上面的力會導致組件移動。

對納米磁鐵進行編程

納米磁鐵可以一次又一次地編程。該重新編程導致不同的力,并且導致新的運動。

為了建造微型機器人,研究人員在氮化硅薄板上制造了鈷磁體陣列。用這種材料制成的鳥可以執行各種動作,例如拍打,盤旋,轉彎或側滑。

PSI多尺度材料實驗實驗室負責人,蘇黎世聯邦理工學院材料系介觀系統教授Laura Heyderman說:“微型機器人執行的動作發生在幾毫秒內。” “但是對納米磁鐵的編程只需要幾納秒。這使得可以依次編程不同的運動。這意味著微型微鳥可以先拍打翅膀,然后滑到側面,然后再拍打。”鳥類也可以在它們之間徘徊。”海德曼說。

智能微型機器人

這個新穎的概念是邁向微型機器人和納米機器人的重要一步,不僅可以存儲信息以執行特定的動作,還可以對其進行重新編程以執行不同的任務。蘇黎世聯邦理工學院機械與工藝工程系主任布拉德利·納爾遜(Bradley Nelson)解釋說:“可以想象的是,將來,一個自治的微型機器將在人類血管中導航并執行諸如殺死癌細胞的生物醫學任務。” 蘇黎世聯邦理工學院機器人與智能系統研究所的研究員黃天云說:“其他應用領域也是可以想象的,例如改變光學特性的柔性微電子或微透鏡。”

另外,表面特性改變的應用也是可能的。介觀系統實驗室的工程師兼研究員Jizhai Cui說:“例如,它們可以用于創建可以被水潤濕或排斥水的表面。”


 
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