可以走在硬币的边缘！陆地上最小的螃蟹机器人问世，未来可用于微创手术的亚毫米级多材料陆地机器人。据介绍，该机器人的灵感来自于一种螃蟹，微型的体型和灵活的步态让这款小型机器人可以通过遥控在硬币边缘自由行走。未来，这款机器人可用于密闭空间手术，甚至微创手术。论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abn0602。灵感来自“窥趾蟹”，它是陆地上最小的微型机器人。从外观上看，这个机器人有8条腿和一对钳子。圆形的身体很像螃蟹。它确实受到了螃蟹的启发。—窥视蟹研究的首席研究员约翰·A·罗杰斯(JohnA.Rogers)表示，他们的工作与其他从事毫米级机器人研究的科学家的工作相辅相成，例如，蠕虫状结构可以通过鞭毛和液体介质移动。但据他所知，他们的螃蟹微型机器人是最小的陆地机器人，只有半毫米宽，可以在开阔、坚固的表面上行走。该机器人由三种关键材料组成：用于身体和四肢部件的电子级聚合物；形成“移动”部件的形状记忆合金（SMA）；和一层薄薄的玻璃，作为外骨骼添加到结构中。硬度。罗杰斯补充说，他们不受这些特殊材料的限制，然而，他的团队正在寻找将半导体材料和其他类型的导体集成的方法。形状记忆合金（SMA）帮助“小螃蟹”移动由于形状记忆合金（SMA）的存在，这个微型机器人可以快速移动。这种材料在一定温度下会发生相变，从而引发形状变化。“因此，您以初始几何形状创建材料，使其变形，然后当您加热它时，它会恢复到原始几何形状……我们使用形状变化作为某种机械致动器或某种机械驱动器的基础肌肉，”罗杰斯说。“对于如何加热记??忆金属，研究人员使用激光束聚焦在机器人身上。”每次激光束照射到机器人的形状记忆合金部件上，都会引起相变和相应的运动，而当激光束被移除后，部件会迅速冷却，肢体会恢复到变形的形状，”罗杰斯说。几何。”因此，扫描机器人全身的激光点可以依次激活各个关节以建立步态和运动方向。虽然这种方法有其优点，但罗杰斯希望探索更多选择。“使用激光，你需要某种光学通路……（但）取决于你希望机器人工作的位置，这是否可行，”罗杰斯说。参考自然界的事物一次制造亚毫米大小的机器人。他的实验室已经开发出类似蠕虫和甲虫的微型结构，甚至还有一个带翅膀的微芯片，它可以根据风传播种子的相同原理在空气中被动移动。2015年，罗杰斯和他的同事还发表了一篇论文，介绍了他们如何使用日本剪纸艺术“剪纸”的概念来设计他们的机器人，就像在弹出式书籍中看到的那样。他们使用由硅晶圆支持的高保真、多层图案化材料堆叠，但虽然这些材料对集成电路有好处，但它们“对机器人不利”，罗杰斯说，因为它们是扁平的。为了让他们进入三维空间，研究“气”的原理是一个起点。正如罗杰斯强调的那样，他们的研究目前纯粹是探索性的，试图将一些额外的想法带入微型机器人工程。“我们可以移动这些机器人，让它们朝不同的方向前进，但它们并不执行特定的任务，”他说。例如，尽管螃蟹机器人有爪子，但它们仅用于视觉目的，它们不会移动或抓取物体。“创造执行任务的能力将是这一领域研究的下一步，”他说。然而，现在，制造多材料3D结构和使用SMA进行双向驱动是他的团队对更广泛研究做出贡献的两个关键部分。为了进一步探索，他和他的同事们正在考虑如何增加抓取或操纵这种规模物体的能力，以及如何为机器人增加微电路、数字传感器和无线通信。例如，机器人之间的通信可以让它们作为一个群体工作。另一个研究领域是增加某种由光伏供电的局部电源，例如通过微控制器按时序提供局部加热以控制运动。就潜在应用而言，罗杰斯设想微型机器人可用于在密闭空间内工作，主要用于微创手术，其次用于车辆以构建其他微型机器。但他也提倡谨慎：“我不想夸大我们所做的事情。很容易幻想这些机器人进入人体并在医学上做一些强大的事情。（但）这正是我们想要的，以及我们广泛工作背后的动机。”相关报道：https://spectrum.ieee.org/microrobots-walking.https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abn0602。https://www.nature.com/articles/s41586-021-03847-y。https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.1515602112。
