微型機(jī)器人這個(gè)名詞應(yīng)該大家都不陌生吧?只要是愛(ài)看科幻電影的人都多少有接觸過(guò),利用他們微小的體積,這些機(jī)器人可以鉆進(jìn)常人所進(jìn)不去的空隙間。
近日,研究人員造出了一個(gè)目前為止世界上最小的機(jī)器人。
比螞蟻還小,不用電也能跑?
美國(guó)佐治亞理工學(xué)院的工程師最新創(chuàng)造了一種新型微型3D打印機(jī)器人——鬃毛機(jī)器人
1美分硬幣旁的微型鬃毛機(jī)器人
圖片來(lái)源:Allison Carter/佐治亞理工學(xué)院
它的長(zhǎng)度為2毫米,重量為5毫克,相當(dāng)于世界上最小的螞蟻。盡管這些機(jī)器人受制于小尺寸的物理局限性,但是它們?nèi)匀豢梢栽谝幻腌娭畠?nèi)覆蓋四倍于其自身長(zhǎng)度的區(qū)域。
這項(xiàng)研究得到了佐治亞理工學(xué)院電子與納米技術(shù)研究所種子基金的資助。
微型鬃毛機(jī)器人研究團(tuán)成員
圖片來(lái)源:Allison Carter/佐治亞理工學(xué)院
研究團(tuán)隊(duì)成員包括佐治亞理工學(xué)院電氣與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院助理教授阿扎德·安薩里(Azadeh Ansari)、喬治·W·伍德拉夫機(jī)械工程學(xué)院副教授上田俊(Jun Ueda)以及研究生金德宇(DeaGyu Kim)與郝志堅(jiān) (Chris Hao)。
能跑、能跳、能自主發(fā)電?
鬃毛機(jī)器人依靠振動(dòng)來(lái)解決機(jī)器人運(yùn)動(dòng)這個(gè)難題。
當(dāng)外界致動(dòng)器產(chǎn)生振動(dòng)(這種震動(dòng)可包括超聲波、聲納源,甚至來(lái)自微型的揚(yáng)聲器等),迫使它的彈力腿向上和向下移動(dòng),推動(dòng)微型機(jī)器人向前進(jìn)。
圖片來(lái)源:Allison Carter/佐治亞理工學(xué)院
每個(gè)機(jī)器人可以根據(jù)腿的尺寸、直徑、設(shè)計(jì)和整體幾何形狀,被設(shè)計(jì)用于響應(yīng)不同的振動(dòng)頻率,而振動(dòng)的幅度則可控制微型機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的速度。
目前,這款機(jī)器人有兩種版本,一種有四只腳,另一種則有六只腳。
在使用壓電制動(dòng)器的情況下,壓電制動(dòng)器在受到電流后會(huì)產(chǎn)生振動(dòng),進(jìn)而驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的行動(dòng);反轉(zhuǎn)過(guò)來(lái),當(dāng)壓電制動(dòng)器受到振動(dòng),也可以產(chǎn)生電流,那么它就完全實(shí)現(xiàn)了自主發(fā)電,自主運(yùn)動(dòng)的功能。
同時(shí),研究人員也可以利用振動(dòng)來(lái)支配單個(gè)機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。因?yàn)橐话阋源帕︱?qū)動(dòng)的微型機(jī)器人,雖然磁場(chǎng)可用于集體控制,但磁力無(wú)法輕易地控制個(gè)別機(jī)器人。
顯然在這點(diǎn)上,鬃毛機(jī)器人很有優(yōu)勢(shì)。
機(jī)器人由粘貼在聚合物身體上的壓電致動(dòng)器組成,聚合物身體由雙光子聚合光刻(TPP)技術(shù)3D打印而成。
圖片來(lái)源:Allison Carter/佐治亞理工學(xué)院
想象下,當(dāng)一群鬃毛機(jī)器人一起工作時(shí),他們能感知環(huán)境的變化、能移動(dòng)材料,在未來(lái)或許還能用于人類醫(yī)療,修復(fù)人體內(nèi)的損傷。
目前研究團(tuán)隊(duì)正在通過(guò)將兩個(gè)稍有不同的微型刷毛機(jī)器人連接到一起,為機(jī)器人增添轉(zhuǎn)向功能。因?yàn)槊恳粋€(gè)連接在一起的微型機(jī)器人都會(huì)響應(yīng)不同的振動(dòng)頻率,組合起來(lái)就可以根據(jù)不同的頻率和幅度來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。
一旦擁有了一個(gè)可完全控制轉(zhuǎn)向的微型機(jī)器人,將衍生出來(lái)無(wú)數(shù)可能性!
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原文標(biāo)題:比螞蟻還小的微型機(jī)器人,能跑、能跳、能發(fā)電!
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