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從折紙來的靈感,2個中國人做出了這個微型機器人!

行業專題 | 時間: 2019-11-07 | 中國機器人網 劉眾楷 | 編譯:阿芬

  Paul Scherrer Institute PSI和ETH Zurich的研究人員已經開發出一種能夠執行不同動作的微型機器人。這個微型機器人部件中的納米磁鐵通過磁性編程,然后各種運動由磁場控制這種機器只有幾十微米寬,例如可以在人體內進行小的操作研究人員現在已經在科學雜志《自然》上發表了他們的研究結果。
 
  這個直徑只有幾微米的機器人讓人想起了日本折紙藝術中的紙鳥但是,與紙結構不同的是,機器人在沒有可見力的情況下像是靠魔法一樣移動它拍動翅膀或彎曲脖子并縮回頭部這些作用都是由磁性所實現的。
 
勞拉·海德曼(左)和田云煌(中)看著一只折紙鳥的模型,崔繼齋則在顯微鏡下觀察真正的微型機器人他能看到的是研究人員制作的視頻。
圖源:保羅·舍爾研究所/馬希爾·扎貝戈維奇
 
  Paul Scherrer Institute PSI和ETH Zurich的研究人員用含有小納米磁鐵的材料組裝了這臺微型機器這些納米磁鐵可以編程成具有特定的磁取向當程序化的納米磁鐵暴露在磁場中時,特定的力作用于它們如果這些磁鐵位于柔性元件中,作用在它們上的力使元件移動。
 
  納米磁體程序設計
 
  納米磁鐵可以一次又一次的編程這種重新編程導致不同的力量,新的運動結果。為了建造微型機器人,研究人員在氮化硅薄片上制作了鈷磁體陣列由這種材料制成的鳥可以進行各種運動,如拍打、懸停、轉身或側滑。其顯示了微型機器人以鳥的形式移動,鳥的直徑只有幾十微米左上角的圖用不同的顏色說明了每個組件上納米磁鐵的排列可以被不同的磁化。下面顯示了每個面板是如何被不同的磁化的(紅色箭頭)視頻(右下角)顯示了實際發生的撲翼運動(右上角)
圖源:蘇黎世保羅舍爾研究所/瑞士聯邦理工學院
 
  “微型機器人的動作發生在幾毫秒之內,”PSI多尺度材料實驗實驗室負責人、蘇黎世ETH材料系介觀系統教授勞拉·海德曼說但是納米磁鐵的編程只需要幾納秒這使得一個接一個地編程不同的動作成為可能這意味著,這種微型小鳥可以先拍打翅膀,然后滑到一邊,然后再拍打。”如果需要,這只鳥也可以在兩者之間盤旋,”海德曼說。
 
  智能微型機器人
 
  這一新穎的概念是朝著微型和納米機器人邁出的重要一步,微型和納米機器人不僅可以存儲信息以提供特定的動作,還可以重新編程以執行不同的任務。”可以想象,在未來,一臺自主的微型機器將在人體血管中導航,并執行諸如殺死癌細胞等生物醫學任務,”蘇黎世以太集團機械與工藝工程部門主管布拉德利·納爾遜解釋說。蘇黎世聯邦理工大學的機器人和智能系統研究所的研究員田云皇說:“其他應用領域也是可以想象的,例如柔性微電子或改變其光學特性的微透鏡。”
 


 
  此外,表面特性發生變化的應用也是可能的。”例如,它們可以用來制造表面,要么被水弄濕,要么排斥水,”介觀系統實驗室的工程師和研究員Jizai Cui說。

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