Інженери розробили найменший у світі радіокерований робот, що ходить

Команда інженерів з Northwestern University розробила найменший у світі радіокерований робот, який має форму краба.

Ці крихітні роботизовані краби мають лише половину міліметра в ширину, що робить їх меншими за комах. Вони можуть гнутися, повертатися, ходити, повзати, повертатися та стрибати. Окрім крихітного краба, дослідники також розробили міліметрових роботів, які нагадують цвіркунів, жуків та гусениць.

Досягнення мікроскопічних роботів

Згідно з командою, ці нові типи роботів можуть привести нас ближче до досягнення мікроскопічних роботів, які можуть працювати в тісних просторах.

Дослідження було опубліковано в журналі Science Robotics.

Джон А. Роджерс очолював експериментальну роботу. Він є професором матеріалознавства та біомедичної інженерії, нейрохірургії в Northwestern’s McCormick School of Engineering і Feinberg School of Medicine. Він також є директором Querrey Simpson Institute for Bioelectronics (QSIB).

“Робототехніка – це цікава галузь досліджень, а розвиток мікроскопічних роботів – це весела тема для академічного дослідження”, – сказав Роджерс. “Ви можете уявити мікро-роботів як агентів для ремонту або зборки малих структур або машин в промисловості чи як хірургічних асистентів для видалення заторів, зупинки внутрішнього кровотечі або ліквідації пухлин – все це в мінімально інвазивних процедурах.”

Йонгганг Хуан очолював теоретичну роботу. Він є професором механічної інженерії та цивільної та екологічної інженерії в McCormick і ключовим членом QSIB.

“Наша технологія дозволяє різноманітні контрольовані рухові модальності та може ходити зі середньою швидкістю половини своєї довжини за секунду”, – сказав Хуан. “Це дуже складно досягти на таких малих масштабах для наземних роботів.”

Конструкція крихітного краба

Краб не потребує складного апаратного забезпечення, гідроліки або електрики, як багато інших роботів. Він отримує свою енергію від пружної стійкості свого тіла. Дослідники сконструювали робота, використовуючи матеріал з пам’яттю форми, який перетворюється в “запам’ятовану” форму при нагріванні. Для швидкого нагрівання робота команда використала скануючу лазерну промінь та націлила на різні місця по всьому тілу робота. Коли він охолоджується, тонкий шар скла пружно повертає відповідну частину структури в її деформовану форму.

Змінаючи фази, робот може створювати рух. Націлюючи лазер в різні напрямки, команда може контролювати, куди рухається робот. Щоб рухатися зліва направо, команді просто потрібно сканувати праворуч ліворуч.

“Оскільки ці структури так малі, швидкість охолодження дуже висока”, – пояснив Роджерс. “Фактично, зменшення розмірів цих роботів дозволяє їм працювати швидше.”

Щоб досягти такого крихітного стану для робота, команда спочатку виготовила попередники ходячих структур краба у плоскій, планарній геометрії. Вони потім прикріпили попередники до трохи розтягнутого гумового субстрату. Знімаючи субстрат, відбувається контрольований процес згинання та спричиняє появу краба у визначених тривимірних формах.

“За допомогою цих технік зборки та концепцій матеріалів ми можемо будувати ходячих роботів майже будь-якого розміру чи 3D-форми”, – сказав Роджерс. “Але студенти відчували натхнення та розвагу від бічних рухів крихітних крабів. Це була творча примха.”