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微型软体机器人,正在拥有“鞭毛”

2021-05-24 09:40
陈述根本
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文/陈根

“小”似乎成为当前技术进步的标志——把众多硬件和软件集成到越小的载体上就越能体现技术能力。在人工智能领域,也遵循了这一趋势,微型机器人的发展就是一个很好的例证。随着微加工工艺、微传感器、微驱动器等技术能力的发展,微型机器人在大规模集成电路制造技术的基础上,开始越来越受到重视。

与此同时,大多数传统机器人(刚性机器人)由硬质材料制成,输出力量大、速度快且精度高,但传统机器人结构复杂、灵活性很差,在一定程度上不能满足人类的一些特定需求。与刚性机器人相比,软体机器人具有高顺应性、适应性和安全性等特点,在工业、农业、医疗、救灾等领域都有广阔的应用前景。

无疑,微型机器人与软体机器人结合的微型软体机器人将创造出更具有价值的技术与应用可能。而现在,荷兰埃因霍温科技大学的一个研究团队就创造了一个微型的软体机器人,并且,利用了一种更小、更简单的纤毛形式。

事实上,研究人员此前曾创造过更大规模的人工纤毛,但这些系统往往在机械上相当复杂,而且体积太大,无法纳入小型设备中。

陈根:微型软体机器人,正在拥有“鞭毛”

现在,科学家们则将一种液体聚合物与羰基铁粉颗粒结合起来,然后将这种混合物倒入一个50微米宽的圆柱形孔阵列中,作为纤毛的模具。当聚合物开始固化成橡胶状时,放置在模具下方的磁铁使铁粒子在相邻的纤毛中以不同的方式排列,这使每个纤毛具有不同的磁性。

完成的4毫米长的机器人由一个固体聚合物底座组成,纤毛从一侧突出。当它被放置在纤毛朝上的水/乙二醇溶液中时,旋转磁场的应用使纤毛以波浪形式来回移动。也可以将该装置的操作理解为一个泵——移动的附属物导致液体迅速流过它。

当机器人被翻转过来,使纤毛处于底部时,它们的运动使该装置能够在一个平面上移动。该微型软体机器人甚至可以爬上一个45度的斜坡,并携带一个重达其自身重量10倍的物体。当旋转磁场的方向被扭转时,机器人也同样扭转了它的前行方向。

研究人员表示,一旦该微型软体机器人获得进一步发展,该技术或将被用于输送药物或在患者体内执行其他功能。可以说,医疗科技的进步正突破现有仪器限制,为未来治疗创造更多可能。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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