Koncepcyjny postęp, który daje podstawy mikrorobotom
W Nature, 530-531 (2020) ukazał się ekscytujący artykuł; doi: 10.1038 / d41586-020-02421-2
Opracowano małe urządzenia, które mogą pełnić rolę nóg mikro-robotów sterowanych laserem. Kompatybilność tych urządzeń z systemami mikroelektronicznymi sugeruje drogę do masowej produkcji autonomicznych mikro-robotów.
Wideo na Youtube https://youtu.be/8b_dMsYLkUs
W 1959 roku laureat Nagrody Nobla i wizjoner nanotechnologii Richard Feynman zasugerował, że byłoby interesujące „połknąć chirurga” - to znaczy zbudować malutkiego robota, który w razie potrzeby mógłby przemieszczać się przez naczynia krwionośne w celu wykonania operacji. Ta kultowa wizja przyszłości podkreśliła współczesne nadzieje w dziedzinie robotyki wielkości mikrometrów: wdrażanie autonomicznych urządzeń w środowiskach, do których ich makroskopijne odpowiedniki nie mogą dotrzeć. Jednak zbudowanie takich robotów wiąże się z kilkoma wyzwaniami, w tym oczywistą trudnością związaną z montażem mikroskopijnej lokomotywy. W artykule w Nature Miskin i wsp. za pomocą urządzeń zasilanych elektrochemicznie, które wprawiają w ruch mikroroboty sterowane laserowo przez ciecz i które można łatwo zintegrować z komponentami mikroelektronicznymi, aby stworzyć w pełni autonomiczne mikroroboty.
Opracowanie strategii napędu dla mikrorobotów poruszających się w płynnym środowisku jest trudne, ponieważ silne siły oporu uniemożliwiają mikroskopijnym obiektom utrzymanie ich pędu. Aby sprostać temu wyzwaniu, Miskin i jego współpracownicy zaprojektowali maleńkie siłowniki - urządzenia, które przekształcają energię w ruch - które składają się i rozkładają, gdy stosowane są niewielkie ilości prądu elektrycznego. Prąd powoduje, że jony z otaczającego roztworu są adsorbowane na powierzchni siłownika, zmieniając napięcie w nóżce i powodując jej zginanie. Autorzy konstruują te siłowniki przy użyciu tych samych technik nanoprodukcji, które są wykorzystywane do produkcji chipów komputerowych.
Ciekawym aspektem pracy Miskina i jego współpracowników jest to, że zastosowali świeżą koncepcję projektową swoich mikrorobotów. Zamiast dodawać mechanizm napędowy do statycznej cząstki, zminiaturyzowali archetypowego robota: chodzącą maszynę, której mechaniczne nogi są kontrolowane przez elektronikę. Ponieważ siłowniki są konstruowane przy użyciu tych samych technik, które są używane w produkcji płytek obwodów drukowanych, „mózgi” (obwody logiczne) i nogi przyszłych robotów mogłyby być w zasadzie drukowane w tym samym czasie. A ponieważ siłowniki mogą być obsługiwane przez prądy elektryczne małej mocy, które zwykle przepływają przez obwody elektroniczne, czujniki i komponenty logiczne mogą być płynnie zintegrowane z siłownikami.