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致动器研究出现突破 小于零点一毫米的机器人诞生

时间:2023-03-21 00:37:55 科技观察

致动器研究突破诞生小于0.1mm的机器人诞生打造出数量超过100万的“专为行走而生”的微型四足机器人大军。这一成就得益于开发了一种与现有硅电子设备兼容的新型致动器,这也是迄今为止已知的第一个尺寸小于0.1毫米的机器人。将电子设备小型化,最终生产出细胞大小的机器人,一直是工程师们追求的目标。微型机器人是典型的微机电系统,其发展依赖于微加工、微传感、微驱动和微结构。致动器的定义是指通过电信号和光信号直接或间接控制机械结构,使其发生变形或运动。由于缺乏合适的微型致动器系统,微型机器人的进一步发展受到限制。鉴于此,美国宾夕法尼亚大学的研究员马克·米斯金和他的同事开发了一种新型的电化学致动器来克服这一瓶颈。这些致动器构成了机器人的腿,使机器人的测量距离小于0.1毫米(大约是人类头发的宽度),当受到激光刺激时,它会弯曲以产生行走动作。在实验中,研究团队在一块4英寸的硅片上制作了超过100万个步行机器人。这些机器人由机载硅太阳能电池供电。根据研究团队的说法,这些是已知的第一个尺寸小于0.1毫米的机器人,其中使用机载电子设备来控制驱动。它们坚固耐用,可以承受强酸性环境和超过200开尔文的温度变化,并且可以通过皮下针头注射,为探索在生物环境中的应用开辟了可能性。麻省理工学院科学家迈克尔·斯塔诺在伴随研究发表的News&Views文章中表示,虽然这些机器人目前的能力有限,但它们比其他游泳机器人速度慢,无法感知环境,也缺乏全面的控制,但最有价值的是它们与现有的硅技术,正是这种兼容性将允许在不久的将来开发更多实用功能。总编指出,世界各地在微型机器人的研究上已经取得了很多成果。一些“专注”的机器人可以像昆虫一样大,但工程师们还是希望它们可以像肉眼一样小。到看不见的程度。这就需要微型执行器的超前发展。首先,体积要足够小,其次,要能带动微结构产生运动,最后,整体结构要平衡,不能边运动边移位。普通的轮式和履带式行走机器人显然要容易得多,但对于靠“腿”行走的机器人来说,尤其是要克服不平整的地面,要求就非常高了。“微型”与“行走”的结合,是工程师们此次取得成果的关键。