- 1. Laserem aktivovaný mikroskopický robot
- 2. Mořský tvor inspirovaný aqua robotem
- 3. Bioinspirovaný mikro robot
- 4. Lego magnetičtí mikroboti
- 5. Drobní roboti
- 6. Ambulantní mikrobot Harvard nebo HAMR-JR
- 7. RoBeetle
- 8. Magnetické T-Budboty
- 9. All-Terrain Microrobot
- 10. RoboFly
Robotická revoluce právě probíhá! Mikro robotika, rozvíjející se oblast výzkumu, kde dochází ke křížové fúzi mikrotechnologií a robotiky, rychle připravuje cestu pro vývoj robotů, které jsou menší než lidské vlasy. Ano, čtete správně. Od mikrobotů, kteří umí chodit, létat, plavat, šplhat, plazit se a dělat různé úkoly, jako je podávání léků do našeho těla, identifikace rakoviny, ničení nádorů; po celém světě bylo provedeno několik inovací.
Aby vědci přispěli k pochodu těchto pokročilých vynálezů, přišli také s mikro-roboty o velikosti necelého 1 milimetru. Inženýři a programátoři po celém světě neustále pracují na pokroku v této oblasti a vývoji mikro robotů, které nelze vidět pouhým okem. To vše díky nejnovějšímu pokroku v elektronice, nanotechnologii mechaniky a výpočetní technice.
Z vyvíjených mikro-robotů se některé stávají neuvěřitelně užitečnými nástroji, zatímco jiné jsou navrženy a vyvinuty jako kreativní nápady pro další inovace v oblasti mikro-robotiky. Zde je 10 nejlepších neuvěřitelně kreativních a pokrokových mikro robotů vyvinutých v roce 2020. Tyto mikroboty jsou výsledkem vynikajícího inženýrství a jsou vyvinuty k řešení mnoha účelů; ať už v oblasti armády, zdravotnictví nebo strojírenství. Takže bez dalších okolků se na ně podívejme.
1. Laserem aktivovaný mikroskopický robot
Vědci z Cornellu a univerzity v Pensylvánii sestrojili mikroskopické roboty obsahující jednoduchý obvod vyrobený ze silikonové fotovoltaiky, zejména trupu a mozku, a čtyři elektrochemické akční členy, které fungují jako nohy. Tito laserem aktivovaní mikro roboti mají tloušťku přibližně 5 mikronů, šířku 40 mikronů a délku 40 až 70 mikronů. Tito malí roboti jsou ovládáni blikajícími laserovými pulzy na různých fotovoltaických zdrojích, což pomáhá nabíjet samostatnou sadu nožiček. Aby robot mohl kráčet, je laser přepínán sem a tam mezi přední a zadní fotovoltaikou.
2. Mořský tvor inspirovaný aqua robotem
V poslední době vědci z Northwestern University vyvinuli živého měkkého robota, který umí chodit lidskou rychlostí, vyzvedávat transportní náklad na různá místa, šplhat po kopcích, tančit atd. Tento mikrobot funguje jako čtyřnohá chobotnice uvnitř nádrže naplněné vodou a je ideální pro použití ve vodním prostředí. Tento nepatrný aqua robot o velikosti centimetru napodobuje chování mořského života a pohybuje se rychlostí jeden krok za sekundu. Je to téměř 90% hmotnostních vody, která nevyžaduje k pohybu složitý hardware, hydrauliku nebo elektřinu, místo toho je aktivována světlem a kráčí ve směru vnějšího rotujícího magnetického pole. Struktura tohoto mikroprocesoru naplněná vodou a zabudovaná kostra uspořádaných niklových vláken jsou feromagnetické, což umožňuje přesný pohyb a hbitost.
3. Bioinspirovaný mikro robot
Tým vědců z Institutu Maxe Plancka pro inteligentní systémy (MPI-IS) ve Stuttgartu, který se inspiroval bílými krvinkami, vynalezl malého mikro-robota, který připomíná bílé krvinky cestující oběhovým systémem. Tento mikro robot připomíná leukocyty tvarem, velikostí a pohybovými schopnostmi. Robot pro podávání léků ve tvaru koule vydrží simulovaný průtok krve. Zahrnuje každou buňku a nabízí ideální trasu pro navigaci. Průměr tohoto mikrokontroléru je pod 8 mikrometrů a je vyroben ze skleněných mikročástic. Jedna strana je pokryta tenkým niklovým a zlatým filmem, druhá protirakovinnými molekulami léků a specifickými biomolekulami, které dokážou rozpoznat rakovinné buňky. Má na povrchu povlak buněčně specifických protilátek a může uvolňovat molekuly léčiva. V laboratorním prostředímikrokontrolér může dosáhnout rychlosti až 600 mikrometrů za sekundu, což je přibližně 76 délek těla za sekundu.
4. Lego magnetičtí mikroboti
Eunhee Kim a Hongsoo Choi, dva inženýři z Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology v Jižní Koreji, a jejich kolegové postavili obdélníkové roboty, které mohou fungovat jako konektory nervových buněk a překlenout mezery mezi dvěma odlišnými skupinami buněk. Měřící 300 mikrometrů dlouhý a 95 mikrometrů široký, mohou malí magnetičtí mikroboti podobní legu spojit mozkové buňky (jednotlivé neurony) dohromady a vytvořit neurální síť.
5. Drobní roboti
Vědci z ETH Curych vyvinuli 3D tištěné mikro-roboty, které jsou schopné dodávat užitečné zatížení lékem krevními cévami v lidském těle. Tito mikro-roboti jsou tak malí, že mohou manévrovat našimi krevními cévami a dodávat léky do určitých bodů v těle. Miniaturní roboti jsou vytvářeni technikou 3D tisku, která zahrnuje složité vzájemné propojení více materiálů. Kovy a polymery mají různé vlastnosti a oba materiály nabízejí určité výhody při stavbě mikro strojů. Dva materiály, tj. Kov a plast, jsou vzájemně propojeny tak těsně jako články v řetězu.
6. Ambulantní mikrobot Harvard nebo HAMR-JR
Vědci z Harvardské školy Johna A. Paulsona v oboru inženýrství a aplikovaných věd (SEAS) a Harvard Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering navrhli a naprogramovali robota inspirovaného švábem, HAMR - JR. Tento robot o velikosti penny měří 2,25 centimetru na délku těla a váží asi 0,3 gramu a může běžet asi 14 délek těla za sekundu.
7. RoBeetle
RoBeetle je malý autonomní plazivý robot o velikosti 88 miligramů s hmyzem poháněný katalytickým spalováním methanolu. Tento malý robot, který vyvinuli vědci z University of Southern California, pracuje na methanolu a využívá systém umělých svalů k plazení, šplhání a přenášení břemen na zádech po dobu až dvou hodin. RoBeetle o délce 15 milimetrů (0,6 palce) využívá systém umělých svalů založený na kapalném palivu (methanolu), který uchovává přibližně 10krát více energie než baterie stejné hmotnosti.
Tento mikro robot má čtyři nohy. Jeho zadní nohy jsou pevné a přední nohy jsou připevněny k převodu, který je spojen s listovou pružinou napnutou způsobem, který táhne nohy dozadu. Tělo robota funguje jako palivová nádrž, která je naplněna metanolem, a jeho konstrukce je taková, že robot může stát v klidu. Mechanická konstrukce systému může modulovat tok paliva pomocí čistě mechanického systému.
8. Magnetické T-Budboty
Vědci z ACS Applied Materials & Interfaces navrhli T-Budbots, biokompatibilní mikromotory z čajových pupenů, aby uvolnili biofilmy, uvolnili antibiotikum zabíjející bakterie a vyčistili nečistoty. Drobní roboti mohou integrovat antibiotikum ciprofloxacin díky elektrostatické interakci na svém povrchu, čímž zvyšují svoji antibakteriální účinnost proti strašlivým patogenním bakteriálním společenstvím Pseudomonas aeruginosa a Staphylococcus aureus. Čajové pupeny Camellia sinensis jsou porézní, netoxické, levné a biologicky odbouratelné. Čajové pupeny navíc obsahují také polyfenoly, které mají antimikrobiální vlastnosti.
9. All-Terrain Microrobot
Inženýři z Purdue University vyvinuli terénního mikrorobota tak malého jako několik pramenů lidských vlasů. Tento mikrorobot může cestovat po tlustém střevě prováděním zpětných otáček a transportem drog u lidí s dvojtečkami a jinými orgány, které mají drsný terén. Terénní robot je příliš malý na to, aby unesl baterii; proto je napájen a bezdrátově ovládán zvenčí magnetickým polem.
10. RoboFly
V neposlední řadě je zde jeden jménem RoboFly. Vědci z Washingtonské univerzity vytvořili tohoto mikrorobota s křídlovými křídly o síle 74 mg, který se může pohybovat ve vzduchu, na zemi i na vodních plochách. Tento nový robot byl vyroben s použitím menšího počtu komponent ve srovnání s jinými vyvinutými roboty o velikosti hmyzu. To pomohlo zjednodušit výrobní proces. Konstrukce tohoto robota je taková, že šasi má pouze jeden složený laminátový plech.
RoboFly využívá svých dvou klopných křídel poháněných piezoelektrickými akčními členy k létání a vznášení se, jak to dělá nějaký hmyz. Může se pohybovat a řídit na zemi pomocí mávání křídly. Jelikož je robot lehký, může po přistání na vodní hladině, je-li upraven sadou tří nožních přídavků. Po přistání se robot může pohybovat a řídit na vodě stejným principem, jaký se používá pro pohyb po zemi.
Nenechali vás tito malí roboti ohromit? Náš seznam mikro robotů nemusí být úplný, protože určitě zaznamenáváme více inovací, zatímco si tyto mikroprocesy zapisujeme, nebo nám některé z nich mohly uniknout, ale seznam vám dá docela dobrou představu o tom, kde jsou inovace v oblasti mikro-robotiky stojí dnes a jakým směrem se ubírá.