科学家开发了世界上最小的遥控步行机器人

工程师们开发了世界上最小的遥控步行机器人,它模仿了一只迷你螃蟹,可以在没有任何电线,液压,电力或其他标准机械部件的情况下侧向洗牌。

机器人螃蟹 – 宽度仅为五十分之一英寸宽(0.5毫米) – 也可以弯曲,扭曲,转身甚至跳跃。通常,步行机器人具有机械设计,其中有许多由电源供电的运动部件。然而,这些八条腿的小动物有一个更简化的设计,只由一些可以由激光操纵的漂亮材料组成。

甲壳类动物般的机器人由弹性的“记忆泡沫”合金制成,该合金被转换成3D形状,就像儿童弹出书一样:2D蟹形合金轮廓附着在机器人脚下的拉伸橡胶基板上;当基材松弛并表面积减小时,材料被强制向上变成所需的3D蟹形。

当3D合金被激光加热时,它会尝试恢复到其原始的扁平2D形状。然而,在合金完全变平之前,它会迅速冷却下来并弹回3D螃蟹形状。这种形状的快速变化是机器人运动的原因。

合金上的特殊玻璃涂层使得引导激光更容易加热机器人的某些区域,从而允许广泛的运动范围。为了使螃蟹向侧面行走,激光从身体的一侧照射到另一侧,当它变平并弹回原形时,在身体中产生一种波浪;那波运动使螃蟹向激光方向移动。

机器人在使用激光加热和冷却时变平和收缩的视频,允许它侧向行走。

根据声明,新机器人可以以每秒大约一半自身身体长度的最大速度移动。这种令人印象深刻的速度之所以成为可能,是因为机器人的材料在被激光加热后冷却的速度有多快。“因为这些结构非常小,冷却速度非常快,”伊利诺伊州西北大学的生物医学工程师和纳米技术专家,高级研究员约翰罗杰斯,在一份声明中说(在新选项卡中打开).“事实上,减小这些机器人的尺寸可以使它们运行得更快。

在观察机器人移动时,您可能会认为它的运动灵感来自其螃蟹形状。然而,这实际上是相反的。西北大学的学生在了解了这种材料对激光的反应后,确定了这种形状。“这是一个创造性的心血来潮,”罗杰斯说。“学生们对小螃蟹的侧向爬行动作感到鼓舞和有趣。

研究人员还在这项新研究中创造了类似于尺虫,蟋蟀和甲虫的毫米大小的机器人。“通过这些组装技术和材料概念,我们可以制造几乎任何尺寸或3D形状的步行机器人,”罗杰斯说。

2021年,同一研究小组还创造了世界上最小的飞行微芯片,它与一粒沙子大小相同,模仿枫树种子的形状,他们当时 道(在新选项卡中打开).

除了看起来很可爱之外,这些小机器还可以做有价值的工作。“你可能会把微型机器人想象成修复或组装小结构的代理人,”罗杰斯说,“或者作为手术助手来清除堵塞的动脉,阻止内部出血或消除癌性肿瘤——所有这些都是在微创手术中完成的。

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