世上最小遥控行走机械人面世

2022-06-28 4414 刘兵 澳门日报

 近日,美国西北大学的工程师团队在学

术期刊《科学机械人》发表报告,展示了世界上最小的遥控行走机械人,其阔度只有○点五毫米,外型有如螃蟹,但体型却比跳蚤更小。

 为了构建机械人,研究人员使用了一种形状记忆合金材料,这种材料在加热时会转变为“记忆”的形状,并进行弯曲、扭曲、爬行、行走、转弯和跳跃等动作,无需液压或电力,只要用扫描雷射光束在其身体不同目标位置快速加热,就能促使它移动,就像人类弯曲和伸直腿走路一样。随着机械人从一个阶段变为另一个阶段,变形为记忆形状并再次变回,它就会产生运动。镭射不仅能够远端控制机器人启动,扫描方向也决定了机械人的行走方向。例如,从左向右扫描会导致机械人从右向左移动。

 带领这项实验工作的材料科学与工程教授约翰 · 罗杰斯解释说,因为这些结构非常小,冷却速度非常快。事实上,缩小这些机械人的尺寸可让它们跑得更快。微尺度机械人可在工业中修复或组装小型结构或机器,又或成为微创手术的帮手,例如清除堵塞的动脉,停止内部出血或消除癌症肿瘤。约翰 · 罗杰斯说:“机器人学是一个令人兴奋的研究领域,微型机器人的发展更是学术探索的一个有趣话题。”

 研究人员还引入了一种受儿童弹出式书籍启发的组装方法。研究团队以平坦的平面几何形状製造了行走蟹结构的前身。然后,他们将这些前体黏合到略微拉伸的橡胶基材上。当拉伸的基材鬆弛时,会发生受控的屈曲过程,导致螃蟹“弹出”成精确定义的三维形状。通过这种製造方法,研究团队可製造几乎任何尺寸或3D形状的步行机械人。

 该团队花了一年半时间研发这种微型机械人,还开发了外形似甲虫般仅毫米大小的机械人。研究人员表示,新技术能够实现多种受控运动方式,并且可以每秒一半身长的平均速度行走。对于陆地机械人来说,要在如此小的规模上实现这一点非常具有挑战性。

 水 登

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