원격 제어 가능한 가장 작은 로봇 개발

노스웨스턴 대학교의 엔지니어 팀은 원격 제어 가능한 가장 작은 로봇을 개발했으며, 이는 작은 게 형태를 하고 있습니다.

작은 게 로봇은 반 밀리미터 너비로 매우 작으며, 벼룩보다 작습니다.它们는 구부릴 수 있고, 비틀 수 있고, 걸을 수 있고, 기어다닐 수 있고, 점프할 수 있습니다. 작은 게 외에도 연구자들은 밀리미터 크기의 로봇을 개발했으며, 이는 지네, 딱정벌레, 그리고 개똥벌레와 비슷한 형태를 가지고 있습니다.

마이크로 크기의 로봇 개발

연구 팀에 따르면, 이러한 새로운 유형의 로봇은 우리를紧密한 공간에서 작동할 수 있는 마이크로 크기의 로봇을 개발하는 데 더 가까이 가져올 수 있습니다.

이 연구는 Science Robotics 저널에 발표되었습니다.

존 A. 로저스(John A. Rogers)는 실험 작업을 이끌었습니다. 그는 노스웨스턴 대학교의 McCormick 공과대학 및 Feinberg 의과대학의 재료 과학 및 공학, 생물 의학 및 신경 외과 교수입니다. 그는 또한 Querrey Simpson Institute for Bioelectronics (QSIB)의 디렉터입니다.

“로봇공학은 흥미로운 연구 분야이며, 마이크로 로봇의 개발은 학술적으로 탐구하기 좋은 주제입니다”라고 로저스는 말했다. “당신은 마이크로 로봇을 산업에서 작은 구조나 기계를 수리하거나 조립하는 에이전트로 상상할 수 있습니다. 또는 최소 침습적 절차에서 막힌 동맥을 청소하거나 내부 출혈을 멈추거나 암종을 제거하는 데 도움이 될 수 있습니다.”

용강 황(Yonggang Huang)은 이론적 작업을 이끌었습니다. 그는 McCormick의 기계 공학 및 土木 및 환경 공학과의 Jan 및 Marcia Achenback 교수이며 QSIB의 핵심 멤버입니다.

“우리의 기술은 다양한 제어된 운동 모드를 가능하게 하며, 평균 속도는 몸의 길이의 절반당 1초입니다”라고 황은 말했다. “이것은 지상 로봇에서 이러한 작은 규모에서 달성하기 매우 어렵습니다.”

작은 게 로봇의 개발

게 로봇은 다른 로봇과 달리 복잡한 하드웨어, 유압, 또는 전기를 사용하지 않습니다. 그것은 신축성 있는 신체의 탄력성에서 에너지를 얻습니다. 연구자들은 형태 기억 합금 재료를 사용하여 로봇을 개발했으며, 이는加熱되면 “기억된” 형태로 변형됩니다. 로봇의 신체의 다른 위치를 빠르게加熱하기 위해, 팀은 스캔된 레이저 빔을 사용했습니다. 한번冷却되면, 유리의 얇은 코팅은 구조의 해당 부분을 탄성으로 돌아오게 합니다.

로봇은 한 단계에서 다른 단계로 변경함으로써 운동을 생성할 수 있습니다. 로봇이 어디로 걸어갈지 제어하기 위해, 팀은 레이저를 다른 방향으로 비추면 됩니다. 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하기 위해, 팀은 오른쪽에서 왼쪽으로 스캔하면 됩니다.

“이 구조가如此 작은 이유로, 냉각 속도는 매우 빠릅니다”라고 로저스는 설명했습니다. “실제로, 이러한 로봇의 크기를 줄임으로써,它们가 더 빠르게 실행할 수 있습니다.”

로봇을如此 작은 상태로 만들기 위해, 팀은 먼저 평면 기하학에서 걸어 다니는 게 구조의 전구체를 제작했습니다. 그들은 전구체를 약간 늘린 고무 기판에 결합했습니다. 기판을 완화하면, 제어된 구불 구불한 과정으로 게가 “뛰어오르”는 정의된 3차원 형태로 변형됩니다.

“이 조립 기술과 재료 개념을 사용하여, 거의 모든 크기 또는 3D 형태의 걸어 다니는 로봇을 제작할 수 있습니다”라고 로저스는 말했다. “그러나 학생들은 작은 게의 옆으로 기는 동작에 감명받고 재미있어했습니다. 그것은 창의적인 충동이었습니다.”