동전의 가장자리를 걸을 수 있어요! 육상에서 가장 작은 게 로봇이 출시되어 향후 최소 침습 수술에 사용될 수 있습니다.-일체 포함-php.cn

동전의 가장자리를 걸을 수 있어요! 육상에서 가장 작은 게 로봇이 출시되어 향후 최소 침습 수술에 사용될 수 있습니다.

WBOY

풀어 주다： 2023-04-09 14:51:10

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동전의 가장자리를 걸을 수 있어요! 육상에서 가장 작은 게 로봇이 출시되어 향후 최소 침습 수술에 사용될 수 있습니다.

옆으로 걷는 마이크로 로봇이 너무 귀엽네요!

Science Robotics는 지난 5월 노스웨스턴 대학에서 밀리미터 이하 수준의 복합 재료 육상 로봇을 선보인 연구 결과를 발표했습니다.

보도에 따르면, 이 로봇은 게에서 영감을 얻었으며, 작은 크기와 유연한 속도 덕분에 이 작은 로봇은 원격 제어를 받으면서 동전 가장자리를 자유롭게 걸을 수 있습니다.

미래에는 이 로봇이 제한된 공간에서의 수술은 물론 최소 침습 수술에도 사용될 수 있을 것입니다.

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논문 링크:

https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abn0602.

"Peeping Toe Crab"에서 영감을 받은 이 로봇은 육지에서 가장 작은 마이크로 로봇입니다.

외관상으로 볼 때 이 로봇은 다리가 8개 있고 집게발이 한 쌍 있습니다. 둥근 몸체는 게와 매우 유사하며 그 영감을 받았습니다. 게의 한 종류인 "관찰게"

연구의 수석 연구원인 John A. Rogers는 그들의 연구가 벌레와 같은 밀리미터 규모 로봇을 연구하는 다른 과학자들의 작업을 보완한다고 말했습니다. 편모가 있는 액체 매질을 통해.

하지만 그가 아는 한, 게 마이크로 로봇은 폭이 0.5mm에 불과하고 야외의 단단한 표면을 걸을 수 있는 가장 작은 육상 로봇입니다.

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로봇은 세 가지 주요 재료로 구성됩니다. 신체와 팔다리를 위한 전자 등급 폴리머, "움직이는" 부품을 형성하는 형상 기억 합금(SMA), 외부의 얇은 유리 층; .구조물의 강성을 높이기 위한 뼈.

Rogers는 이러한 특수 재료에만 국한되지는 않지만 그의 팀은 반도체 재료와 다른 유형의 도체를 통합하는 방법을 모색하고 있다고 덧붙였습니다.

형상기억합금(SMA)은 "작은 게"의 움직임을 돕습니다.

형상기억합금(SMA) 덕분에 이 작은 로봇은 빠르게 움직일 수 있습니다. 이러한 유형의 물질은 특정 온도에서 상 변화를 겪어 모양 변화를 일으킵니다.

Rogers는 다음과 같이 말했습니다. “따라서 초기 형상에서 재료를 생성하고 변형한 다음 가열하면 초기 형상으로 돌아갑니다… 우리는 형태 변화를 일종의 기계적 액추에이터나 근육으로 사용합니다 . 기본."

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메모리 금속을 가열하기 위해 연구진은 레이저 빔을 사용하여 로봇에 초점을 맞췄습니다.

Rogers는 다음과 같이 말했습니다. "레이저 빔이 로봇의 형상 기억 합금 부품을 비출 때마다 위상 변화와 그에 따른 움직임이 발생합니다. 레이저 빔이 멀어지면 이러한 부품이 빠르게 냉각되고 팔다리가 변형됩니다."

따라서 로봇의 몸을 스캐닝하는 레이저 스폿은 다양한 관절을 순차적으로 활성화하여 보행과 이동 방향을 설정할 수 있습니다.

이 접근 방식에는 장점이 있지만 Rogers는 더 많은 옵션을 탐색하고 싶어합니다. "레이저를 사용하려면 일종의 광학적 접근이 필요합니다... (그러나) 로봇이 작동하기를 원하는 위치에 따라 접근 방식이 가능한지 여부가 결정됩니다."라고 Rogers는 말했습니다.

Natural Philosophy for Microrobotics

Rogers는 처음으로 자연의 사물을 참조하는 1밀리미터 미만 크기의 로봇을 만들었습니다.

그의 연구실에서는 벌레와 딱정벌레를 닮은 작은 구조를 개발했으며 바람이 씨앗을 퍼뜨리는 것과 같은 원리로 공기를 통해 수동적으로 움직이는 날개 달린 마이크로칩도 개발했습니다.

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2015년에 Rogers와 그의 동료들은 일본의 키리가미 예술(팝업북에서 볼 수 있는 것과 같은)의 "키리가미" 개념을 사용하여 로봇을 디자인하는 방법에 대한 논문도 발표했습니다.

그들은 실리콘 웨이퍼로 지지되는 고충실도의 다층 패턴 재료 스택을 사용했지만 이러한 재료는 집적 회로에 유용하지만 평평하기 때문에 "로봇에는 좋지 않습니다"라고 Rogers는 말했습니다. 그들을 3차원으로 끌어들이기 위해서는 기의 원리를 연구하는 것이 출발점이다.

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Rogers가 강조했듯이, 그들의 연구는 현재 순전히 탐색적이며 마이크로로봇 공학에 몇 가지 추가 아이디어를 도입하려고 노력하고 있습니다.

“우리는 이 로봇을 움직이고 다른 방향으로 이동하게 할 수 있지만 특정 작업을 수행하지는 않습니다.”라고 그는 말했습니다.

예를 들어 게 로봇에는 발톱이 있지만 이는 시각적 목적으로만 사용되며 물건을 움직이거나 잡지 않습니다. "임무 수행을 위한 역량을 창출하는 것이 이 분야 연구의 다음 단계가 될 것입니다"라고 그는 말했습니다. 그러나 이제 다중 재료 3D 구조를 만들고 양방향 작동을 위해 SMA를 사용하는 것이 그의 팀이 더 폭넓은 연구에 기여하는 두 가지 핵심 부분입니다.

더 자세히 알아보기 위해 그와 그의 동료들은 이 규모로 물체를 잡거나 조작하는 능력을 높이는 방법과 미세 회로, 디지털 센서 및 무선 통신을 로봇에 추가하는 방법을 고려하고 있습니다. 예를 들어, 로봇 간의 통신을 통해 로봇이 떼로 일할 수 있습니다. 또 다른 연구 분야는 광전지로 구동되는 일종의 로컬 전원을 추가하는 것입니다. 예를 들어 움직임을 제어하기 위해 마이크로컨트롤러를 통해 시간순으로 로컬 가열을 제공하는 것입니다.

잠재적인 응용 측면에서 Rogers는 제한된 공간에서 주로 최소 침습 수술을 위해 마이크로 로봇이 사용되고, 이차적으로 다른 마이크로 머신을 만드는 데 사용되는 차량으로 사용될 것으로 예상합니다. 그러나 그는 또한 다음과 같이 주의해야 한다고 주장합니다. "나는 우리가 하고 있는 일을 과장하고 싶지 않습니다. 이 로봇이 몸에 들어가서 의학적으로 강력한 일을 하는 것에 대해 환상을 갖기 쉽습니다. (그러나) 그것이 우리가 원하는 곳이고, 그것이 바로 우리가 원하는 곳입니다. 이것이 우리 작업의 많은 원동력입니다.”