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从折纸来的灵感,2个中国人做出了这个微型机器人!

2019-11-08 12:30 来源:中国机器人网 刘众楷 评0 0
  Paul Scherrer Institute PSI和ETH Zurich的研究人员已经开发出一种能够执行不同动作的微型机器人。这个微型机器人部件中的纳米磁铁通过磁性编程,然后各种运动由磁场控制这种机器只有几十微米宽,例如可以在人体内进行小的操作研究人员现在已经在科学杂志《自然》上发表了他们的研究结果。
 
  这个直径只有几微米的机器人让人想起了日本折纸艺术中的纸鸟但是,与纸结构不同的是,机器人在没有可见力的情况下像是靠魔法一样移动它拍动翅膀或弯曲脖子并缩回头部这些作用都是由磁性所实现的。
 
劳拉·海德曼(左)和田云煌(中)看着一只折纸鸟的模型,崔继斋则在显微镜下观察真正的微型机器人他能看到的是研究人员制作的视频。
图源:保罗·舍尔研究所/马希尔·扎贝戈维奇
 
  Paul Scherrer Institute PSI和ETH Zurich的研究人员用含有小纳米磁铁的材料组装了这台微型机器这些纳米磁铁可以编程成具有特定的磁取向当程序化的纳米磁铁暴露在磁场中时,特定的力作用于它们如果这些磁铁位于柔性元件中,作用在它们上的力使元件移动。
 
  纳米磁体程序设计
 
  纳米磁铁可以一次又一次的编程这种重新编程导致不同的力量,新的运动结果。为了建造微型机器人,研究人员在氮化硅薄片上制作了钴磁体阵列由这种材料制成的鸟可以进行各种运动,如拍打、悬停、转身或侧滑。其显示了微型机器人以鸟的形式移动,鸟的直径只有几十微米左上角的图用不同的颜色说明了每个组件上纳米磁铁的排列可以被不同的磁化。下面显示了每个面板是如何被不同的磁化的(红色箭头)视频(右下角)显示了实际发生的扑翼运动(右上角)
图源:苏黎世保罗舍尔研究所/瑞士联邦理工学院
 
  “微型机器人的动作发生在几毫秒之内,”PSI多尺度材料实验实验室负责人、苏黎世ETH材料系介观系统教授劳拉·海德曼说但是纳米磁铁的编程只需要几纳秒这使得一个接一个地编程不同的动作成为可能这意味着,这种微型小鸟可以先拍打翅膀,然后滑到一边,然后再拍打。”如果需要,这只鸟也可以在两者之间盘旋,”海德曼说。
 
  智能微型机器人
 
  这一新颖的概念是朝着微型和纳米机器人迈出的重要一步,微型和纳米机器人不仅可以存储信息以提供特定的动作,还可以重新编程以执行不同的任务。”可以想象,在未来,一台自主的微型机器将在人体血管中导航,并执行诸如杀死癌细胞等生物医学任务,”苏黎世以太集团机械与工艺工程部门主管布拉德利·纳尔逊解释说。苏黎世联邦理工大学的机器人和智能系统研究所的研究员田云皇说:“其他应用领域也是可以想象的,例如柔性微电子或改变其光学特性的微透镜。”
 

 
  此外,表面特性发生变化的应用也是可能的。”例如,它们可以用来制造表面,要么被水弄湿,要么排斥水,”介观系统实验室的工程师和研究员JizAI Cui说。
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