- 1. Лазерно активиран микроскопичен робот
- 2. Aqua Robot, вдъхновен от Sea Creature
- 3. Микро-робот с биоинспирация
- 4. Легоподобни магнитни микроботове
- 5. Миниатюрни роботи
- 6. Харвардски амбулаторен микробот или HAMR-JR
- 7. RoBeetle
- 8. Магнитни T-Budbots
- 9. Микроробот за всички терени
- 10. RoboFly
Роботизираната революция е в ход! Микро роботиката, нововъзникваща област на изследване, в която се осъществява кръстосано сливане на микротехнологии и роботика, бързо проправя пътя за развитието на роботи, които са по-малки от човешката коса. Да, добре сте прочели. От микроботове, които могат да ходят, да летят, да плуват, да се катерят, да пълзят и да извършват различни задачи като доставяне на лекарства в телата ни, идентифициране на ракови заболявания, унищожаване на тумори; направени са няколко нововъведения по целия свят.
За да допринесат за марша на тези съвременни изобретения, учените са измислили и микророботи с размер по-малък от 1 милиметър. Инженери и програмисти по целия свят непрекъснато работят за постигане на напредък в тази област и разработване на микророботи, които не могат да се видят с просто око. Всичко това благодарение на най-новите постижения в електрониката, механиката на нанотехнологиите и изчислителната техника.
От разработваните микророботи някои се очертават като невероятно полезни инструменти, докато други са проектирани и разработени като креативни идеи за по-нататъшни иновации в областта на микророботиката. Ето топ 10 невероятно креативни и напредничави микро-роботи, разработени през 2020 г. Тези микроботове са резултат от превъзходно инженерство и са разработени за решаване на много цели; било то в областта на военното, здравеопазването или инженерството. Така че, без повече шум, нека ги проверим.
1. Лазерно активиран микроскопичен робот
Изследователи от Корнел и Университета в Пенсилвания са построили микроскопични роботи, включващи проста верига, изработена от силициеви фотоволтаици, особено торса и мозъчната част и четири електрохимични задвижващи механизма, които работят като крака. Тези активирани с лазер микро-роботи са с дебелина около 5 микрона, ширина 40 микрона и дължина от 40 до 70 микрона. Тези малки роботи се управляват от мигащи лазерни импулси при различни фотоволтаици, което помага за зареждане на отделен набор от крака. За да може роботът да ходи, лазерът се превключва напред-назад между предната и задната фотоволтаика.
2. Aqua Robot, вдъхновен от Sea Creature
Наскоро изследователи от Северозападния университет разработиха подобен на живот мек робот, който може да ходи с човешка скорост, да взима транспортния товар до различни места, да се изкачва по хълмовете, да танцува и т.н. Този микро-робот прилича на четириног октопод във воден резервоар и е идеален за използване във водна среда. Този малък, сантиметров аква робот имитира поведението на морския живот и се движи със скорост от една стъпка в секунда. Това е почти 90% вода по тегло не изисква сложен хардуер, хидравлика или електричество за движение, а се активира от светлината и върви в посока на външното въртящо се магнитно поле. Напълнената с вода структура на този микро-робот и вграденият скелет от подравнени никелови нишки са феромагнитни, като по този начин позволяват прецизно движение и пъргавина.
3. Микро-робот с биоинспирация
Вдъхновявайки се от белите кръвни клетки, екип от учени от Института за интелигентни системи Макс Планк (MPI-IS) в Щутгарт изобретява миниатюрен микро робот, който прилича на бели кръвни клетки, пътуващи през кръвоносната система. Този микро-робот прилича на левкоцити по форма, размер и възможности за движение. Роботът за доставка на лекарство с форма на топка може да издържи на симулирания кръвен поток. Той обхваща всяка клетка, предлагайки идеален маршрут за навигация. Диаметърът на този микроконтролер е под 8 микрометра и е направен от стъклени микрочастици. Едната страна е покрита с тънък филм от никел и злато, а другата с молекули на противоракови лекарства и специфични биомолекули, които могат да разпознават раковите клетки. Той има покритие от специфични за клетките антитела на повърхността и може да освободи молекулите на лекарството. В лабораторните условия,микроконтролерът може да достигне скорост до 600 микрометра в секунда, което е около 76 дължини на тялото в секунда.
4. Легоподобни магнитни микроботове
Eunhee Kim и Hongsoo Choi, двама инженери от Института за наука и технологии Daegu Gyeongbuk в Южна Корея, и техните колеги изградиха правоъгълни роботи, които могат да работят като съединители на нервните клетки, преодолявайки пропуските между две отделни групи клетки. С дължина 300 микрометра и ширина 95 микрометра, малките легоподобни магнитни микроботове могат да свържат мозъчните клетки (отделни неврони) заедно, за да направят невронна мрежа.
5. Миниатюрни роботи
Изследователи от ETH Zurich са разработили 3D отпечатани микророботи, които могат да доставят полезен товар от наркотици чрез кръвоносни съдове в човешкото тяло. Тези микро-роботи са толкова малки, че могат да маневрират през кръвоносните ни съдове и да доставят лекарства до определени точки в тялото. Миниатюрните роботи са създадени с техника за 3D печат, която включва блокиране на множество материали по сложен начин. Металите и полимерите имат различни свойства и двата материала предлагат определени предимства при изграждането на микро машини. Два материала, т.е. метал и пластмаса, са свързани помежду си толкова близо, колкото и връзките във веригата.
6. Харвардски амбулаторен микробот или HAMR-JR
Изследователи от Харвардското училище по инженерство и приложни науки Джон А. Полсън (SEAS) и Института за биологично вдъхновено инженерство от Харвард Уайс проектираха и програмираха робот, вдъхновен от хлебарки, HAMR - JR. Този робот с размер на стотинка е с дължина на тялото 2,25 сантиметра и тежи около 0,3 грама и може да работи с около 14 дължини на тялото в секунда.
7. RoBeetle
RoBeetle е мъничък автономен пълзящ робот с размер на насекомите с размер 88 милиграма, задвижван от каталитично изгаряне на метанол. Разработен от изследователи от Университета на Южна Калифорния, този малък робот работи на метанол и използва изкуствена мускулна система, за да пълзи, изкачва и носи товари на гърба си до два часа. Дългият 15 милиметра (.6 инча) RoBeetle използва изкуствена мускулна система, базирана на течно гориво (метанол), която съхранява около 10 пъти повече енергия от батерия със същата маса.
Този микро робот има четири крака. Задните му крака са фиксирани, а предните крака са прикрепени към трансмисия, която е свързана с опъната листова пружина по начин, който дърпа краката назад. Тялото на робота работи като резервоар за гориво, който се пълни с метанол, а дизайнът е такъв, че роботът може да стои изправен, когато е неподвижен. Механичният дизайн на системата може да модулира потока на гориво, използвайки чисто механична система.
8. Магнитни T-Budbots
Изследователи от ACS Applied Materials & Interfaces са проектирали T-Budbots, биосъвместими микромотори от чаени пъпки, за да изместят биофилмите, да освободят антибиотик, за да убият бактериите и да почистят отломките. Малките ботове могат да интегрират антибиотик ципрофлоксацин поради електростатично взаимодействие на тяхната повърхност, като по този начин увеличават антибактериалната си ефективност срещу ужасните патогенни бактериални съобщества на Pseudomonas aeruginosa и Staphylococcus aureus. Чаените пъпки на Camellia sinensis са порести, нетоксични, евтини и биоразградими. Нещо повече, чаените пъпки също съдържат полифеноли, които имат антимикробни свойства.
9. Микроробот за всички терени
Инженери от университета Пърдю са разработили микроробот за всички терени, мъничък като няколко нишки от човешка коса. Този микроробот може да пътува през дебелото черво, като прави обратни движения и транспортира наркотици при хора с дебелото черво и други органи с неравен терен. Роботът за всички терени е твърде малък, за да носи батерия; следователно той се захранва и безжично се управлява отвън от магнитно поле.
10. RoboFly
Не на последно място, тук е и един на име RoboFly. Изследователи от Университета във Вашингтон са създали този 74-милиметров микроробот, който може да се движи във въздуха, земята и водните повърхности. Този нов робот е създаден с използване на по-малък брой компоненти в сравнение с други разработени роботи с размерите на насекоми. Това помогна за опростяване на процеса на производство. Дизайнът на този робот е такъв, че шасито има само един сгънат ламинатен лист.
RoboFly използва двете си размахващи се крила, задвижвани от пиезоелектрични задвижващи механизми, за да лети и да витае, както правят някои насекоми. Той може да се движи и да се насочва на земята, като използва махащите крила. Тъй като роботът е с малко тегло, ако бъде модифициран с набор от три прилика на крак, той може да кацне на водни повърхности. При кацане роботът може да се движи и да управлява по вода, използвайки същия принцип, който се използва за движение по земята.
Дали тези малки роботи не са ви оставили изумени? Нашият списък с микророботи може да не е пълен, тъй като със сигурност има повече иновации, които се извършват, докато записваме тези микророботи, или може да сме пропуснали някои от тях, но списъкът ще ви даде доста добра представа къде са иновациите в областта на микро-роботиката стоят днес и в каква посока върви.