Инженеры разработали самый маленький в мире радиоуправляемый робот, способный ходить

Команда инженеров из Северо-Западного университета разработала самый маленький в мире радиоуправляемый робот, имеющий форму крошечного краба.

Эти крошечные крабы-роботы имеют ширину всего половину миллиметра, что делает их меньше комара. Они могут сгибаться, поворачиваться, ходить, ползать, поворачиваться и прыгать. Кроме краба, исследователи также разработали роботов размером с миллиметр, похожих на кузнечиков, жуков и гусениц.

Достижение микро-размеров роботов

По мнению команды, эти новые типы роботов могут приблизить нас к достижению микро-размеров роботов, способных работать в тесных пространствах.

Исследование было опубликовано в журнале Science Robotics.

Джон А. Роджерс возглавлял экспериментальную работу. Он является профессором материаловедения и биомедицинской инженерии, нейрохирургии в школе инженерии и медицины Северо-Западного университета, а также директором Института биоэлектроники Кверри Симпсона (QSIB).

“Робототехника – это интересная область исследований, и разработка микро-роботов – это увлекательная тема для академического исследования”, – сказал Роджерс. “Вы можете представить себе микро-роботов как агентов, которые могут ремонтировать или собирать небольшие структуры или машины в промышленности, или как хирургических помощников, которые могут очистить забитые артерии, остановить внутреннее кровотечение или удалить раковые опухоли – все это в минимально инвазивных процедурах.”

Йонгганг Хуан возглавлял теоретическую работу. Он является профессором механической инженерии и гражданского и экологического инженерного дела в школе инженерии, а также ключевым членом QSIB.

“Наша технология позволяет осуществлять различные виды контролируемого движения и может ходить со средней скоростью, равной половине длины своего тела в секунду”, – сказал Хуан. “Это очень сложно достичь на таких маленьких масштабах для наземных роботов.”

Создание крошечного краба

Краб не нуждается в сложном оборудовании, гидравлике или электричестве, как многие другие роботы. Он получает свою энергию от упругой устойчивости своего тела. Исследователи создали робота, используя материал с памятью формы, который превращается в “запомненную” форму при нагревании. Чтобы быстро нагреть робота, команда использовала сканирующий лазерный луч и нацелила его на разные точки по всему телу робота. Когда он остывает, тонкий слой стекла эластично возвращает соответствующую часть структуры в ее деформированное состояние.

Изменяя фазу, робот может создавать движение. Направляя лазер в разные стороны, команда может контролировать, где робот ходит. Чтобы переместиться слева направо, команде просто нужно просканировать справа налево.

“Поскольку эти структуры так малы, скорость охлаждения очень высока”, – объяснил Роджерс. “На самом деле, уменьшение размеров этих роботов позволяет им работать быстрее.”

Чтобы достичь такого маленького размера робота, команда сначала создала предшественники ходячих крабов в плоских, планарных геометриях. Затем они прикрепили предшественники к слегка растянутой резиновой подложке. Расслабляя подложку, происходит контролируемый процесс сгибания и вызывает “прыжок” краба в определенные трехмерные формы.

“С помощью этих методов сборки и концепций материалов мы можем создавать ходячих роботов почти любого размера или трехмерной формы”, – сказал Роджерс. “Но студенты были вдохновлены и развлечены боковым движением крошечных крабов. Это было творческой прихотью.”