Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Elektronik

Mikrorobotter, der kan formes til flere typer sværmende former

Et team af forskere fra Harbin Institute of Technology i Kina og Michigan State University i USA har udviklet en måde at kontrollere sværmende mikrorobotter, der er i stand til at formes til flere typer former. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab robotik , gruppen beskriver deres små robotter, hvad de kan, og mulige anvendelser for dem.

I løbet af de sidste mange årtier, videnskabsmænd og ingeniører har arbejdet på udviklingen af ​​robotter, der er så små, at de kan svømme inde i en levende krop. Det menes, at en dag, sådanne robotter vil være i stand til at levere medicin til mål i kroppen, eller måske blive i kroppen, arbejder sammen med immunsystemet for at forebygge sygdomme. I denne nye indsats, forskerne har taget endnu et skridt i den retning ved at udvikle en måde at styre en sværm af bittesmå robotter, der konfigurerer dem til flere typer former.

Forskerne bemærker, at indtil nu, ingeniører har udviklet bittesmå robotter, der danner og opererer i sværme, men kun i en enkelt form - hvilket begrænser deres anvendelighed. Forskerne, der arbejder i Kina, rapporterer, at deres bittesmå robotter var i stand til at formes til fire forskellige sværmformer - flydende, bånd, kæde og hvirvel. Og enhver af dem kunne dannes på efterspørgsel.

Robotterne i eksperimenterne var faktisk kun enkelte korn af hæmatit - de blev suspenderet i en væske og manipuleret ved hjælp af specialiserede magneter. Ved at styre frekvensen og retningen af ​​det magnetiske felt, forskerne var i stand til at få hver robot til at dreje, rulle, svinge og tumle uafhængigt. Da magnetfeltet blev styret for en hel gruppe af robotterne, resultatet var en kontrollerbar sværm.

De fire forskellige selvorganiserede mikrorobotformationer:væske (et jævnt fordelt mønster af robotter), kæder (robotter forbundet i lange og parallelle rækker), bånd (kortere, parallelle rækker af robotter) og vortex (cirkulære mængder af robotter). Kredit:Xie et al., Sci. Robot. 4, eaav8006 (2019)

Forskerne påpeger, at for at komme fra en kropsdel ​​til en anden, en sværm ville være i stand til at forme sig selv i forskellige konfigurationer. At bevæge sig gennem et organ som maven, for eksempel, kan kræve en sværm blot for at bevæge sig som en masse. At bevæge sig gennem en kanal, på den anden side, ville kræve former som en kæde, slange eller orm. Og flytning af last inde i karosseriet ville kræve en sværm at binde sammen i en form som en hvirvel for et kollektivt lastrum.

Video, der viser væske til vortex, bånd til hvirvel og kæde til hvirvel transformationer. Viser også retningsbestemt styring af hvirvelformationer. Kredit:Xie et al., Sci. Robot. 4, eaav8006 (2019)
Video af to mikrorobothvirvler, der fusionerer. Kredit:Xie et al., Sci. Robot. 4, eaav8006 (2019)
Video, der viser genereringen af ​​en gigantisk hvirvel. Kredit:Xie et al., Sci. Robot. 4, eaav8006 (2019)
Video, der viser præcision af kontrolleret bevægelse af bånd, hvirvel- og kædeformationer. Kredit:Xie et al., Sci. Robot. 4, eaav8006 (2019)
Video, der viser test af vortex-evnen, bånd og kæde mikrorobot sværme at passere gennem en smal kanal. Kredit:Xie et al., Sci. Robot. 4, eaav8006 (2019)

© 2019 Science X Network




Varme artikler