- 1. Mikroskopski robot, ki ga aktivira laser
- 2. Aqua Robot, ki ga navdihuje morsko bitje
- 3. Mikro-robot z navdihom
- 4. Lego podobni magnetni mikroboti
- 5. Majhni roboti
- 6. Harvardski ambulantni mikrobot ali HAMR-JR
- 7. RoBeetle
- 8. Magnetni T-Budboti
- 9. Mikrorobot za vse terene
- 10. RoboFly
Robotska revolucija je v teku! Mikro robotika, novo raziskovalno področje, na katerem poteka navzkrižno zlivanje mikrotehnologije in robotike, hitro utira pot razvoju robotov, ki so manjši od človeških las. Da, prav ste prebrali. Od mikrobotov, ki znajo hoditi, leteti, plavati, plezati, plaziti in opravljati različne naloge, kot so dovajanje drog v naša telesa, prepoznavanje raka in uničevanje tumorjev; po vsem svetu je bilo narejenih več novosti.
Za pohod teh naprednih izumov so znanstveniki pripravili tudi mikro robote, ki so manjši od 1 milimetra. Inženirji in programerji po vsem svetu si nenehno prizadevajo za napredek na tem področju in razvijajo mikro robote, ki jih ni mogoče videti s prostim očesom. Vse zahvaljujoč najnovejšemu napredku na področju elektronike, mehanike nanotehnologije in računalništva.
Med mikro-roboti, ki se razvijajo, se nekateri pojavljajo kot izjemno uporabna orodja, drugi pa so zasnovani in razviti kot kreativne ideje za nadaljnje inovacije na področju mikro-robotike. Tu je 10 najbolj neverjetno kreativnih in naprednih mikro robotov, razvitih leta 2020. Ti mikroboti so rezultat vrhunskega inženiringa in so razviti za reševanje številnih namenov; naj bo to na področju vojske, zdravstva ali tehnike. Torej, brez nadaljnjih besed, preverimo jih.
1. Mikroskopski robot, ki ga aktivira laser
Raziskovalci iz Cornella in Univerze v Pennsylvaniji so zgradili mikroskopske robote, ki vsebujejo preprosto vezje iz silicijeve fotovoltaike, zlasti trupa in možganskega dela, ter štiri elektrokemijske pogone, ki delujejo kot noge. Ti lasersko aktivirani mikro roboti so debeli približno 5 mikronov, široki 40 mikronov in dolgi od 40 do 70 mikronov. Te majhne robote nadzorujejo utripajoči laserski impulzi pri različnih fotovoltaikah, kar pomaga polniti ločen niz nog. Da bi robot lahko hodil, se laser preklaplja naprej in nazaj med sprednjo in zadnjo fotovoltaiko.
2. Aqua Robot, ki ga navdihuje morsko bitje
Pred kratkim so raziskovalci univerze Severozahodne univerze razvili življenjsko podoben mehak robot, ki lahko hodi s človeško hitrostjo, pobere tovor za prevoz na različne lokacije, se povzpne na hribe, pleše itd. Ta mikro-robot je podoben štirinožni hobotnici. v rezervoarju, napolnjenem z vodo, in je idealen za uporabo v vodnih okoljih. Ta majhen, centimeter velik vodni robot posnema vedenje morskega življenja in se premika s hitrostjo enega koraka na sekundo. Skoraj 90 mas.% Vode ne zahteva zapletene strojne opreme, hidravlike ali električne energije, temveč se aktivira s svetlobo in hodi v smeri zunanjega vrtljivega magnetnega polja. Struktura tega mikro-robota, napolnjena z vodo, in vgrajeni skelet poravnanih nikljevih filamentov sta feromagnetna, kar omogoča natančno gibanje in gibčnost.
3. Mikro-robot z navdihom
Skupina znanstvenikov z Inštituta za inteligentne sisteme Max Planck (MPI-IS) iz Stuttgarta je po navdihu iz belih krvnih celic izumila majhen mikro robot, ki spominja na belo krvno celico, ki potuje skozi krvožilni sistem. Ta mikro-robot je po obliki, velikosti in gibljivih lastnostih podoben levkocitom. Robot za dostavo zdravil v obliki kroglice lahko prenese simuliran pretok krvi. Obsega vsako celico in ponuja idealno pot za navigacijo. Premer tega mikrokrmilnika je manjši od 8 mikrometrov in je izdelan iz steklenih mikro delcev. Ena stran je prekrita s tankim nikljevim in zlatim filmom, druga pa z molekulami zdravil proti raku in specifičnimi biomolekulami, ki lahko prepoznajo rakave celice. Na površini ima prevleko za celice specifičnih protiteles in lahko sprosti molekule zdravila. V laboratorijskih nastavitvahmikrokrmilnik lahko doseže hitrost do 600 mikrometrov na sekundo, kar je približno 76 dolžin telesa na sekundo.
4. Lego podobni magnetni mikroboti
Eunhee Kim in Hongsoo Choi, dva inženirja z Inštituta za znanost in tehnologijo Daegu Gyeongbuk v Južni Koreji, in njihovi kolegi so zgradili pravokotne robote, ki lahko delujejo kot spojniki živčnih celic in premostijo vrzeli med dvema ločenima skupinama celic. Majhni lego podobni magnetni mikroboti, ki merijo 300 mikrometrov in široki 95 mikrometrov, lahko med seboj povežejo možganske celice (posamezne nevrone), da tvorijo nevronsko mrežo.
5. Majhni roboti
Raziskovalci iz ETH Zurich so razvili mikro-robote, natisnjene s 3D, ki lahko prek krvnih žil v človeškem telesu dostavljajo tovor zdravil. Ti mikro roboti so tako majhni, da lahko manevrirajo skozi naše krvne žile in dovajajo zdravila na določene točke v telesu. Majhni roboti so ustvarjeni s tehniko 3D tiskanja, ki vključuje kompleksno zaklepanje več materialov. Kovine in polimeri imajo različne lastnosti, oba materiala pa ponujata določene prednosti pri gradnji mikro strojev. Dva materiala, tj. Kovina in plastika, sta medsebojno tesno povezana kot členi verige.
6. Harvardski ambulantni mikrobot ali HAMR-JR
Raziskovalci s Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) in Harvard Wyss Institute for Biological Inspired Engineering so zasnovali in programirali robota, ki ga je navdihnil ščurk, HAMR - JR. Ta velik peni velik robot meri v telesno dolžino 2,25 centimetra in tehta približno 0,3 grama, na sekundo pa lahko teče približno 14 telesnih dolžin.
7. RoBeetle
RoBeetle je majhen 88-miligramski avtonomni robot za plazenje v velikosti žuželk, ki ga poganja katalitsko zgorevanje metanola. Ta majhen robot, ki so ga razvili raziskovalci z Univerze v Južni Kaliforniji, deluje na metanolu in uporablja umetni mišični sistem za plazenje, plezanje in prenašanje bremen na hrbtu do dve uri. RoBeetle, dolg 15 milimetrov (.6 palcev), uporablja sistem umetnih mišic na osnovi tekočega goriva (metanola), ki shrani približno 10-krat več energije kot baterija z enako maso.
Ta mikro robot ima štiri noge. Njegove zadnje noge so pritrjene, sprednje noge pa so pritrjene na prenosnik, ki je povezan z listno vzmetjo, napeta tako, da noge vleče nazaj. Telo robota deluje kot rezervoar za gorivo, ki je napolnjen z metanolom, zasnova pa je takšna, da lahko robot stoji pokonci, ko miruje. Mehanska zasnova sistema lahko modulira pretok goriva s povsem mehanskim sistemom.
8. Magnetni T-Budboti
Raziskovalci pri ACS Applied Materials & Interfaces so oblikovali T-Budbots, biokompatibilne mikromotorje iz čajnih brstov, da odstranijo biofilme, sprostijo antibiotik za ubijanje bakterij in odstranjevanje ostankov. Majhni roboti lahko integrirajo antibiotik ciprofloksacin zaradi elektrostatične interakcije na njihovi površini, s čimer povečajo svojo antibakterijsko učinkovitost proti strašnim patogenim bakterijskim združbam Pseudomonas aeruginosa in Staphylococcus aureus. Čajni brsti Camellia sinensis so porozni, nestrupeni, poceni in biološko razgradljivi. Poleg tega čajni brsti vsebujejo tudi polifenole, ki imajo protimikrobne lastnosti.
9. Mikrorobot za vse terene
Inženirji z univerze Purdue so razvili terenski mikrorobot, majhen kot nekaj pramenov človeških las. Ta mikrorobot lahko potuje po celotnem debelem črevesu, tako da naredi nazaj in prevaža droge pri ljudeh s črevesjem in drugimi organi, ki imajo grob teren. Terenski robot je premajhen, da bi lahko nosil baterijo; zato ga od zunaj napaja in brezžično krmili magnetno polje.
10. RoboFly
Nenazadnje je tu tudi ena z imenom RoboFly. Raziskovalci z univerze v Washingtonu so ustvarili ta 74-miligramski mikrorobot z zavihanimi krili, ki se lahko premika po zraku, tleh in vodnih površinah. Ta novi robot je bil izdelan z manjšim številom komponent v primerjavi z drugimi razvitimi roboti velikosti žuželk. To je pripomoglo k poenostavitvi postopka izdelave. Zasnova tega robota je takšna, da ima podvozje samo en zložen laminat.
RoboFly uporablja svoja dva plapolajoča krila, ki jih poganjata piezoelektrična pogona, za letenje in lebdenje, kot to počnejo nekatere insekte. Lahko se premika in krmili po tleh z uporabo plapolajočih kril. Ker je robot lahek, lahko, če ga spremenimo s tremi nogastimi nastavki, pristane na vodnih površinah. Po pristanku se lahko robot premika in krmili po vodi po enakem principu, kot se uporablja za premikanje po tleh.
Ali vas ti majhni roboti niso presenetili? Naš seznam mikro-robotov morda ni popoln, saj zagotovo obstaja več inovacij, medtem ko te mikro-robote zapisujemo, ali pa smo nekatere od njih pogrešali, vendar vam bo seznam dokaj dobro predstavil, kje so novosti na področju mikro robotike stoji danes in v katero smer gre.