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形似螃蟹 史上最小遙控步行機器人問世

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波新聞

形似螃蟹 史上最小遙控步行機器人問世

5月. 25, 2022

波新聞─陶泰山編輯

科技日報報導,「科學·機器人」雜誌25日發表的研究,美國西北大學工程師開發出有史以來最小的遙控步行機器人,它以一種小巧可愛的螃蟹形式出現。

這只微型螃蟹只有半毫米寬,可彎曲、扭曲、爬行、行走、轉身甚至跳躍。研究人員還開發形似尺蠖、蟋蟀和甲蟲的毫米大小的機器人。
報導引述領導實驗工作的約翰·羅傑斯的話說,機器人學是一個令人興奮的研究領域,微型機器人的發展更是學術探索的一個有趣話題。
他表示,新技術能夠實現多種受控運動方式,並且可以每秒一半身長的平均速度行走。對於陸地機器人來說,要在如此小的規模上實現這一點非常具有挑戰性。
微型螃蟹機器人比跳蚤還小,它不是由複雜的硬體、液壓或電力驅動的。相反,它的力量在於它身體的彈性。為構建機器人,研究人員使用一種形狀記憶合金材料,這種材料在加熱時會轉變為記憶的形狀。研究人員使用掃描的雷射光束在機器人身體的不同目標位置快速加熱,一層薄薄的玻璃塗層在冷卻時彈性地使相應的結構部分恢復到變形前的形狀。
隨著機器人從一個階段變為另一個階段,變形為記憶形狀並再次變回,它就會產生運動。雷射不僅能遠程控制機器人啟動,掃描方向也決定機器人的行走方向。例如,從左向右掃描會導致機器人從右向左移動。
羅傑斯解釋說,因為這些結構非常小,冷卻速度非常快。事實上,縮小這些機器人的尺寸可讓它們跑得更快。
研究人員還引入一種受兒童彈出式書籍啟發的組裝方法。研究團隊以平坦的平面幾何形狀製造螃蟹結構的前身。然後,他們將這些前體黏合到略為拉伸的橡膠基材上。當拉伸的基材鬆弛時,會發生受控的屈曲過程,導致螃蟹彈出成精確定義的三維形狀。透過這種製造方法,研究團隊可製造幾乎任何尺寸或3D形狀的步行機器人。
另研究團隊去年9月曾推出一款帶翼微芯片,那是迄今最小的人造飛行結構,被「自然」雜誌以封面刊發。而今在構建微小機器人領域再進一步,創造最小的遙控步行機器人。在實際應用中,可以把它想像成修復或組裝行業中的微縮版機器,或者作為微型手術助手來幫助醫生清除阻塞的動脈、止血或消除癌性腫瘤,換句話說,它將是未來微創手術的重要參與者。

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