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比蚂蚁还小的机器人,不用电就能跑


比蚂蚁还小的机器人,不用电就能跑

蚂蚁虽小,但团体出动不容小觑,看过电影《蚁人》就会明白。

比蚂蚁还小的机器人,不用电就能跑

现在,科学家做出长 2 公釐、宽 1.8 公釐、厚 0.8 公釐、重 5 公丝的机器人,比普通蚂蚁还小。

比蚂蚁还小的机器人,不用电就能跑

这是乔治亚理工学院团队研製、名为「微型鬃毛机器人」(micro-bristle-bot)的微型机器人。

由于体型微小,机器人人无法以平常电池驱动。为此,研究团队为机器人设计了一系列看起来像鬃毛的「脚」。当机器人接收到特定频率的震动,这些鬃毛般的脚就会产生运动。

乔治亚理工学院的研究团队介绍。

也就说,这些微小的机器人不用电驱动,而是藉助特定频率的震动。这些震动的来源,可以是压电致动器、超音波或扬声器,一切在于研究人员如何设计「鬃毛」的形态。

为了找出更好形态,论文第一作者 DeaGyu Kim 製造了数百种不同的原型。目前这款机器人有两版,一版有 4 只脚,另一版有 6 只脚。

使用压电致动器的情况下,压电致动器收到电流后会产生震动,驱动机器人行动;反过来,当压电致动器受震动,也可以产生电流。

《科学》于 6 月曾报导「蜜蜂机器人」的「飞行肌肉」也基于压电致动器。当电流通过陶瓷条,后者会产生震动,成为翅膀的驱动。

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蜜蜂机器人。

而对「鬃毛机器人」来说,压电制动机除了可当成震动来源,另外也可当作电源来源。

当另有震波来源驱动机器人,这些震波也可成为压电致动器产生电流的驱动,后者产生的电流也成为驱动「鬃毛机器人」感测器的电力。

虽然这些机器人只有 2 公釐长,但每秒却可以自身长度 4 倍的距离移动。

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目前,研究团队正常尝试解决机器人的两个弱点,第一是较长的製作週期,其二是寻找控制机器人定向移动的解决方案。

从製作来说,团队透过 3D 列印机製造微型机器人,结合了名为 TPP 的处理製程,用紫外线在特殊的树脂材料上「写」出想要的机器人,然后将剩下不要的部分沖走。

至于第二个问题,研究团队目前在尝试用两个对震动频率敏感略有差异的微型机器人结合使用。

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微型鬃毛机器人的研究团队。

研究团队指出,之前其他研究人员研製出磁力驱动的微型机器人,虽然可集体控制,但个别运动控制却无能为力,因此这将是「鬃毛机器人」的优势所在。

对「鬃毛机器人」的未来,研究团队考虑当作环境感测器(鉴于无需用电,可长期待机观察周遭环境),或是进一步研发成为进入人体的医疗机器人。

现在,团队为这些微型机器人在实验室里建了「游乐场」,探索它们的可能性。



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