რობოტები
მილიმეტრის ზომის რობოტები, რომლებიც კონტროლდებიან მაგნიტური ველებით
სინგაპურის ნანიანგის ტექნოლოგიური უნივერსიტეტის მეცნიერებმა (NTU Singapore) შეიმუშავეს მილიმეტრიანი რობოტები, რომლებიც კონტროლდება მაგნიტური ველებით. ამ რობოტებს შეუძლიათ შეასრულონ უაღრესად მანევრირებადი და მოხერხებული მანიპულაციები და მათ შეუძლიათ დიდი გავლენა იქონიონ ისეთ სფეროებში, როგორიცაა ბიომედიცინა და წარმოება.
კვლევა სამეცნიერო ჟურნალში გამოქვეყნდა გაფართოებული მასალები მაისში.
არსებული მცირე მასშტაბის რობოტებზე აგება
მინიატურული რობოტები შეიქმნა მაგნიტური მიკრონაწილაკების ჩასმით ბიოთავსებად პოლიმერებში, რომლებიც არატოქსიკური მასალებია ადამიანისთვის. რობოტები დაპროგრამებულია ისე, რომ მაგნიტური ველების გამოყენებისას ისინი ასრულებენ სასურველ ფუნქციებს.
ახალი ტექნოლოგია, რომელიც აგებულია წინა მცირე ზომის რობოტებზე და ახალი დამატებები მოიცავს თავისუფლების ექვს გრადუსში გადაადგილების ოპტიმიზებულ უნარს (DoF), რაც არის მთარგმნელობითი მოძრაობა სამი სივრცითი ღერძის გასწვრივ და ბრუნვის მოძრაობა ამ ღერძების ირგვლივ. , მოედანზე და დახრის კუთხეები.
მკვლევარებმა უკვე შექმნეს ექვსი DoF მინიატურული რობოტი, მაგრამ ახალ ვერსიებს შეუძლიათ 43-ჯერ უფრო სწრაფად ბრუნვა კრიტიკულ მეექვსე DoF-ში, თუ მათი ორიენტაცია ზუსტად კონტროლდება.
მათ კონსტრუქციაში „რბილი“ მასალების გამოყენების გამო, რობოტებს შეუძლიათ მექანიკური თვისებების გამეორება. მაგალითად, ერთს შეუძლია ცურვა, ხოლო მეორეს შეუძლია მინიატურული საგნების დაჭერა, აყვანა და ზუსტად განთავსება.
ასისტენტ პროფესორი ლუმ გუო ჟანი მედიცინისა და კოსმოსური ინჟინერიის სკოლიდან არის კვლევის წამყვანი ავტორი.
პროფესორ ლუმის თქმით, მთავარი წინსვლა დიდწილად დამოკიდებულია მაგნიტური ველების „აუცილებელი“ მესამე და ბოლო ძირითადი ვექტორის აღმოჩენაზე. ამ აღმოჩენამდე გამოყენებული მაგნიტური ველები მხოლოდ ორი ძირითადი ვექტორის მიხედვით იყო განსაზღვრული.
”ჩემი გუნდი ცდილობდა ამ სამუშაოს მეშვეობით გამოეჩინა მინიატურული რობოტების მუშაობის ფუნდამენტური პრინციპები, რომლებსაც აქვთ ექვსი DoF მოძრაობები. ამ მინიატურული რობოტების ფიზიკის სრულყოფილად გააზრებით, ახლა ჩვენ შეგვიძლია ზუსტად ვაკონტროლოთ მათი მოძრაობები. გარდა ამისა, ჩვენს მიერ შემოთავაზებულ დამზადების მეთოდს შეუძლია ამ რობოტების მაგნიტიზაცია, რათა გამოიმუშაონ 51-დან 297 ჯერ უფრო დიდი XNUMX-DoF ბრუნვები, ვიდრე სხვა არსებული მოწყობილობები. ამიტომ ჩვენი დასკვნები გადამწყვეტია და ისინი წარმოადგენენ მნიშვნელოვან წინსვლას მცირე მასშტაბის რობოტული ტექნოლოგიებისთვის“, - თქვა ასისტენტმა. პროფესორი ლუმ.
მინიატურული რობოტები დაახლოებით ბრინჯის მარცვლის ზომისაა, ამიტომ ისინი სასარგებლოა, როდესაც ცდილობენ ჩაკეტილ და დახურულ სივრცეებში მოხვედრას, რომლებიც ზღუდავს დიდ რობოტებს. ეს ნიშნავს, რომ ახალი განვითარება განსაკუთრებით სასარგებლოა მედიცინაში.
რობოტების მართვა შესაძლებელია დისტანციურად ოპერატორისა და საკონტროლო კომპიუტერზე გაშვებული პროგრამის მიერ. პროგრამა ცვლის მაგნიტური ველების სიძლიერეს და მიმართულებას, რომლებიც წარმოიქმნება ელექტრომაგნიტური ხვეული სისტემის მიერ.
მედიცინაში, მინიატურულ რობოტებს შეუძლიათ მიაღწიონ გარკვეულ სასიცოცხლო ორგანოებს, როგორიცაა ტვინი, მაგრამ მათ ამ გზით გამოყენებამდე კიდევ ბევრი ტესტირება და დახვეწა დასჭირდება.
კვლევის თანაავტორები არიან დოქტორანტები Xu Changyu და Yang Zilin მექანიკური და კოსმოსური ინჟინერიის სკოლიდან.
„ოპერაციის გარდა, ჩვენს რობოტებს შეიძლება ასევე ღირებული იყოს ბიოსამედიცინო აპლიკაციებში, როგორიცაა ლაბორატორია-ჩიპზე მოწყობილობების აწყობა, რომლებიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას კლინიკურ დიაგნოსტიკაში რამდენიმე ლაბორატორიული პროცესის ერთ ჩიპზე ინტეგრირებით“, - აცხადებენ მათ.
რობოტების ტესტირება
მკვლევართა ჯგუფმა რობოტები გამოსცადა ლაბორატორიულ ექსპერიმენტებში და აჩვენა მათი ოსტატობა და სიჩქარე.
მედუზებისგან შთაგონებული ბოტით, გუნდმა აკონტროლა ის, რომ წყალში შეჩერებული მჭიდრო გახსნის ბარიერის გავლით ცურავდა. ამ ექსპერიმენტმა აჩვენა, თუ როგორ შეუძლიათ რობოტებს გადალახონ ბარიერები დინამიურ და გაურკვეველ გარემოში, რაც იმას ნიშნავს, რომ მომავალში მათი გამოყენება შესაძლებელია მიზნობრივი ბიოსამედიცინო აპლიკაციებისთვის, როგორიცაა ქირურგიული პროცედურები.
მინიატურულმა რობოტმა ასევე გადააჭარბა არსებულ მინიატურულ რობოტებს შორის ყველაზე სწრაფ ბრუნვას.
მკვლევარები ახლა შეეცდებიან რობოტების კიდევ უფრო დაპატარავებას, მათ რამდენიმე ასეულ მიკრომეტრამდე დაწევას. მათ ასევე სურთ, რომ საბოლოოდ იყვნენ სრული ავტონომიური.
