- 1. Laseraktiveret mikroskopisk robot
- 2. Sea Creature Inspired Aqua Robot
- 3. Bioinspireret mikro-robot
- 4. Lego-lignende magnetiske mikrobotter
- 5. Miniscule-robotter
- 6. Harvard Ambulatory Microbot eller HAMR-JR
- 7. RoBeetle
- 8. Magnetiske T-Budbots
- 9. All-Terrain Microrobot
- 10. RoboFly
Robotrevolutionen er i gang! Mikrorobotik, et voksende forskningsfelt, hvor krydsfusion af mikroteknologi og robotik finder sted, baner hurtigt vejen for udviklingen af robotter, der er mindre end et menneskehår. Ja, du læste det rigtigt. Fra mikroboter, der kan gå, flyve, svømme, klatre, kravle og udføre forskellige opgaver som at levere stoffer i vores kroppe, identificere kræft, ødelægge tumorer; adskillige innovationer er blevet gjort over hele kloden.
For at føje til marchen med disse avancerede opfindelser er forskere også kommet med mikro-robotter så små som mindre end 1 millimeter. Ingeniører og programmører over hele kloden arbejder konstant på at gøre fremskridt inden for dette felt og udvikle mikro-robotter, der ikke kan ses med det blotte øje. Alt takket være de seneste fremskridt inden for elektronik, mekanik nanoteknologi og computing.
Ud af de mikro-robotter, der udvikles, fremstår nogle som utroligt nyttige værktøjer, mens andre er designet og udviklet som kreative ideer til yderligere innovation inden for mikro-robotik. Her er de top 10 utrolig kreative og avancerede mikro-robotter udviklet i 2020. Disse mikrobots er resultaterne af fremragende teknik og er udviklet til at løse mange formål; det være sig inden for militær, sundhedsvæsen eller teknik. Så uden videre, lad os tjekke dem ud.
1. Laseraktiveret mikroskopisk robot
Forskere fra Cornell og University of Pennsylvania byggede mikroskopiske robotter bestående af et simpelt kredsløb fremstillet af silicium solceller, især torso og hjernedel og fire elektrokemiske aktuatorer, der fungerer som ben. Disse laseraktiverede mikro-robotter er ca. 5 mikron tykke, 40 mikron brede og 40 til 70 mikron lange. Disse små robotter styres ved at blinke laserimpulser ved forskellige solceller, hvilket hjælper med at oplade et separat sæt ben. For at gøre det muligt for robotten at gå, skiftes laseren frem og tilbage mellem den forreste og bageste solceller.
2. Sea Creature Inspired Aqua Robot
For nylig udviklede Northwestern University forskere en livlignende blød robot, der kan gå i menneskelig hastighed, samle transportgodset til forskellige steder, klatre op ad bakkerne, danse osv. Denne mikrorobot fungerer som en firbenet blæksprutte inde i en vandfyldt tank og er ideel til brug i vandmiljøer. Denne minuscule, centimeter store vandrobot efterligner havlivets opførsel og bevæger sig med en hastighed på et trin i sekundet. Det er næsten 90 vægt% vand kræver ikke kompleks hardware, hydraulik eller elektricitet til bevægelse, i stedet aktiveres det af lys og går i retning af det eksterne roterende magnetfelt. Den vandfyldte struktur af denne mikrorobot og det indlejrede skelet af justerede nikkelfilamenter er ferromagnetiske, hvilket muliggør præcis bevægelse og smidighed.
3. Bioinspireret mikro-robot
Med inspiration fra hvide blodlegemer opfandt et team af forskere fra Max Planck Institute for Intelligent Systems (MPI-IS) i Stuttgart en lille mikro-robot, der ligner en hvid blodlegeme, der rejser gennem kredsløbssystemet. Denne mikro-robot ligner leukocytter i form, størrelse og bevægelsesfunktioner. Den kugleformede lægemiddelafgivelsesrobot kan modstå den simulerede blodgennemstrømning. Det spænder over hver celle og tilbyder en ideel rute til navigation. Diameteren på denne mikrocontroller er under 8 mikrometer og er lavet af glasmikropartikler. Den ene side er dækket med en tynd nikkel- og guldfilm, den anden med lægemidler mod kræft og specifikke biomolekyler, der kan genkende kræftceller. Det har belægningen af cellespecifikke antistoffer på overfladen og kan frigive lægemiddelmolekylerne. I laboratorieindstillingenmikrokontrolleren kan nå en hastighed på op til 600 mikrometer i sekundet, hvilket er omkring 76 kropslængder pr. sekund.
4. Lego-lignende magnetiske mikrobotter
Eunhee Kim og Hongsoo Choi, to ingeniører fra Daegu Gyeongbuk Institut for Videnskab og Teknologi i Sydkorea, og deres kolleger byggede rektangulære robotter, der kan fungere som nervecelleforbindelser og bygge bro mellem to forskellige grupper af celler. De små Lego-lignende magnetiske mikrobotter måler 300 mikrometer lange og 95 mikrometer brede, og de kan sammenkoble hjernecellerne (individuelle neuroner) for at skabe et neuralt netværk.
5. Miniscule-robotter
Forskere ved ETH Zürich har udviklet 3D-trykte mikro-robotter, der er i stand til at levere lægemiddelnyttelast via blodkar i menneskekroppen. Disse mikro-robotter er så små, at de kan manøvrere gennem vores blodkar og levere medicin til bestemte punkter i kroppen. Miniscule-robotterne er oprettet med en 3D-udskrivningsteknik, der involverer sammenlåsning af flere materialer på en kompleks måde. Metaller og polymerer har forskellige egenskaber, og begge materialer giver visse fordele ved opbygning af mikromaskiner. To materialer, dvs. metal og plast, er låst sammen så tæt som led i en kæde.
6. Harvard Ambulatory Microbot eller HAMR-JR
Forskere ved Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) og Harvard Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering designet og programmerede en kakerlak-inspireret robot, HAMR - JR. Denne øre-størrelse robot måler 2,25 centimeter i kropslængde og vejer cirka 0,3 gram, og den kan køre omkring 14 kropslængder pr. Sekund.
7. RoBeetle
RoBeetle er en lille 88 milligram autonom krybningsrobot med insektstørrelse, der drives af den katalytiske forbrænding af methanol. Denne lille robot er udviklet af forskere ved University of Southern California og kører på methanol og bruger et kunstigt muskelsystem til at kravle, klatre og bære belastninger på ryggen i op til to timer. Den 15 millimeter lange RoBeetle bruger et kunstigt muskelsystem baseret på flydende brændstof (methanol), der lagrer ca. 10 gange mere energi end et batteri med samme masse.
Denne mikrorobot har fire ben. Dens bagben er faste, og forbenene er fastgjort til en transmission, der er forbundet med et bladfjederspændt på en måde, der trækker benene bagud. Robotens krop fungerer som en brændstoftank, der er fyldt med methanol, og designet er sådan, at robotten kan stå oprejst, når den er stille. Systemets mekaniske design kan modulere strømmen af brændstof ved hjælp af et rent mekanisk system.
8. Magnetiske T-Budbots
Forskere ved ACS Applied Materials & Interfaces designet T-Budbots, biokompatible mikromotorer fra te-knopper til at løsne biofilm, frigive et antibiotikum til at dræbe bakterier og rense vragresterne. De små bots kan integrere antibiotisk ciprofloxacin på grund af elektrostatisk interaktion på deres overflade og derved øge deres antibakterielle virkning mod frygtelige patogene bakteriesamfund af Pseudomonas aeruginosa og Staphylococcus aureus. Camellia sinensis te-knopper er porøse, ikke-giftige, billige og biologisk nedbrydelige. Desuden indeholder te-knopper også polyphenoler, som har antimikrobielle egenskaber.
9. All-Terrain Microrobot
Ingeniører fra Purdue University har udviklet en terrængående mikrorobot så lille som et par hårstrenge. Denne mikrorobot kan bevæge sig gennem et tyktarm ved at lave tilbageslag og transportere stoffer i mennesker med tyktarm og andre organer, der har ru terræn. Terrengrobotten er for lille til at bære et batteri; derfor er den drevet og trådløst styret udefra af et magnetfelt.
10. RoboFly
Sidst men ikke mindst, her er en, der hedder RoboFly. Forskere ved University of Washington har skabt denne 74 mg mikrorobot med klappevinge, der kan bevæge sig i luften, på jorden og på vandoverflader. Denne nye robot blev bygget ved hjælp af et mindre antal komponenter sammenlignet med andre udviklede robotter med insektstørrelse. Dette hjalp med at forenkle fabrikationsprocessen. Designet af denne robot er sådan, at kabinettet kun har et enkelt foldet laminatark.
RoboFly gør brug af sine to klappende vinger, der drives af piezoelektriske aktuatorer til at flyve og svæve som nogle insekter gør. Den kan bevæge sig og styre på jorden ved at bruge de klappende vinger. Da robotten er let, kan den landes på vandoverflader, hvis den modificeres med et sæt af tre fodlignende vedhæng. Ved landing kan robotten bevæge sig og styre på vandet ved hjælp af det samme princip, som bruges til at bevæge sig på jorden.
Har disse små robotter ikke efterladt dig forbløffet? Vores liste over mikro-robotter er muligvis ikke komplet, da der bestemt findes flere innovationer, mens vi noterer disse mikro-robotter, eller måske har vi savnet nogle af dem, men listen giver dig en ret god idé om, hvor innovationer inden for mikro-robotik står i dag, og i hvilken retning det går.