比蚂蚁还小的微型机器人,还不用电就能跑

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我们都知道,蚂蚁虽然很小,但是却能够举起自身重量几百倍的物体,现在美国的科学家也研制了一种很小的机器人,长2毫米、宽1.8 毫米、厚0.8 毫米、重5 毫克的机器人,比普通蚂蚁还小。

这是乔治亚理工学院团队研制、名为“微型鬃毛机器人”(micro-bristle-bot)的微型机器人。
这是乔治亚理工学院团队研制、名为“微型鬃毛机器人”(micro-bristle-bot)的微型机器人。

由于体型微小,机器人人无法以平常电池驱动。为此,研究团队为机器人设计了一系列看起来像鬃毛的“脚”。当机器人接收到特定频率的震动,这些鬃毛般的脚就会产生运动。

随着微型鬃毛机器人上下运动,特别设计过的脚会将这种垂直运动转换为具特定方向的运动。

我们在设计机器人脚的时候,已经考虑形态对运动方向的影响,确保机器人可根据震动以特定方向移动。

乔治亚理工学院的研究团队介绍。

也就说,这些微小的机器人不用电驱动,而是借助特定频率的震动。这些震动的来源,可以是压电致动器、超音波或扬声器,一切在于研究人员如何设计“鬃毛”的形态。

为了找出更好形态,论文第一作者DeaGyu Kim 制造了数百种不同的原型。目前这款机器人有两版,一版有4 只脚,另一版有6 只脚。

使用压电致动器的情况下,压电致动器收到电流后会产生震动,驱动机器人行动;反过来,当压电致动器受震动,也可以产生电流。

《科学》于6月曾报导“蜜蜂机器人”的“飞行肌肉”也基于压电致动器。当电流通过陶瓷条,后者会产生震动,成为翅膀的驱动。

而对“鬃毛机器人”来说,压电制动机除了可当成震动来源,另外也可当作电源来源。

当另有震波来源驱动机器人,这些震波也可成为压电致动器产生电流的驱动,后者产生的电流也成为驱动“鬃毛机器人”感测器的电力。

虽然这些机器人只有2 毫米长,但每秒却可以自身长度4 倍的距离移动。

目前,研究团队正常尝试解决机器人的两个弱点,第一是较长的制作周期,其二是寻找控制机器人定向移动的解决方案。

从制作来说,团队透过3D 列印机制造微型机器人,结合了名为TPP 的处理制程,用紫外线在特殊的树脂材料上“写”出想要的机器人,然后将剩下不要的部分冲走。

现在更像手写,而不是印刷。整个制作的流程还是有点久,所以我们正在寻找批量制作的方法,一次生产数百、数千个机器人。

至于第二个问题,研究团队目前在尝试用两个对震动频率敏感略有差异的微型机器人结合使用。

一旦成功做出可完全控制的机器人,我们想像了各种有趣的可能性。

▲ 微型鬃毛机器人的研究团队。
▲ 微型鬃毛机器人的研究团队。

研究团队指出,之前其他研究人员研制出磁力驱动的微型机器人,虽然可集体控制,但个别运动控制却无能为力,因此这将是“鬃毛机器人”的优势所在。

对“鬃毛机器人”的未来,研究团队考虑当作环境感测器(鉴于无需用电,可长期待机观察周遭环境),或是进一步研发成为进入人体的医疗机器人。

现在,团队为这些微型机器人在实验室里建了“游乐场”,探索它们的可能性。

我们从学习蚂蚁的集体行为开始,并应用在小机器人身上。

这些小机器人现在在实验室里虽然走得不错,但想要走到真实世界,还需要一段很长的时间。

本文来自网络,不代表黑科技立场,转载请注明出处:https://www.108hei.com/archives/1013

作者: thinkou

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