Digital THink Tank (DTT)

Un avans conceptual care oferă microrobotilor picioare

Un articol interesant a apărut în Nature, 530-531 (2020); doi: 10.1038 / d41586-020-02421-2

Au fost dezvoltate mici dispozitive care pot acționa ca picioarele micro-roboților ghidați cu laser. Compatibilitatea acestor dispozitive cu sistemele microelectronice sugerează o cale către producția în masă a microrobotaților autonomi.

Videoclip pe Youtube https://youtu.be/8b_dMsYLkUs


În 1959, laureatul Nobel și vizionarul nanotehnologiei Richard Feynman a sugerat că ar fi interesant să „înghițim chirurgul” - adică să construim un robot mic care să se poată deplasa prin vasele de sânge pentru a efectua intervenții chirurgicale, dacă este necesar. Această viziune iconică a viitorului a subliniat speranțele moderne în domeniul roboticii de dimensiuni micrometrice: implementarea dispozitivelor autonome în medii pe care omologii lor macroscopici nu le pot atinge. Cu toate acestea, construirea unor astfel de roboți prezintă mai multe provocări, inclusiv dificultatea evidentă de asamblare a unei locomotive microscopice. Într-un articol din Nature, Miskin și colab. prin dispozitive alimentate electrochimic care propulsează microrobotații controlați cu laser printr-un lichid și care pot fi ușor integrați cu componentele microelectronice pentru a crea microroboți complet autonomi.


Dezvoltarea strategiilor de propulsie pentru microrobotații care se deplasează prin medii fluide este o provocare, deoarece forțe puternice de împingere împiedică obiectele microscopice să își mențină impulsul. Pentru a depăși această provocare, Miskin și colegii săi au proiectat mici actuatoare - dispozitive care convertesc energia în mișcare - care se pliază și se desfășoară atunci când sunt aplicate cantități mici de curent electric. Curentul face ca ionii dintr-o soluție înconjurătoare să fie adsorbiți pe suprafața actuatorului, modificând tensiunea piciorului și determinându-l să se îndoaie. Autorii construiesc acești actuatori folosind aceleași tehnici de nanofabricare care sunt utilizate la fabricarea cipurilor de calculator.

Un aspect interesant al muncii lui Miskin și a colegilor săi este că au folosit un concept de design proaspăt pentru microrobotii lor. În loc să adauge un mecanism de acționare la o particulă statică, au miniaturizat un robot arhetipal: o mașină de mers pe jos ale cărei picioare mecanice sunt controlate de electronică. Deoarece dispozitivele de acționare sunt construite utilizând aceleași tehnici care sunt utilizate pentru fabricarea plăcilor cu circuite imprimate, „creierele” (circuitele logice) și picioarele viitorilor roboți ar putea fi, în principiu, tipărite în același timp. Și întrucât actuatoarele pot fi acționate de curenții electrici de mică putere care curg de obicei prin circuitele electronice, senzorii și componentele logice ar putea fi integrate perfect în actuatoare.