Drukowane w 3D roboty-mrówki napędzane wibracjami

Drukowane w 3D roboty-mrówki napędzane wibracjami

Naukowcy z Georgia Institute of Technology opracowali z wykorzystaniem druku 3D najmniejsze na świecie sterowane za pomocą wibracji miniroboty. Potencjalnie roje robotów-mrówek mogą być wykorzystywane do odbierania zmian w otaczającym je środowisku, przenoszenia materiałów, a nawet – w dalszej przyszłości – do leczenia ludzi.

Jeden robot ma około 1,8 mm długości – czyli tyle, co najmniejsza mrówka na świecie – i waży około 5 mg. Do wydrukowanego w 3D z polimeru w technologii litografii dwufotonowej ciała robota może zostać przytwierdzony zasilany z zewnątrz siłownik piezoelektryczny generujący wibracje, mogą one jednak pochodzić też z innych źródeł, takich jak sonar wykorzystujący ultradźwięki, czy głośnik. Jak mówią naukowcy, pomimo pozornie prostej konstrukcji i niewielkich rozmiarów, robot jest w stanie pokonać dystans czterokrotnie większy niż długość jego ciała w jedną sekundę.

W opublikowanej w Journal of Micromechanics and Microengineering zespół z Georgia Tech opisuje sposób, w jaki roboty zostały zaprojektowane i wydrukowane. Każdy minirobot ma cztery lub sześć odnóży. Mechanizm poruszania się opiera się o zjawisko rezonansu. Odnóża zostają wprawione w rezonans przez wibracje o określonej częstotliwości, dzięki czemu mogą się poruszać w górę i dół, czego wynikiem jest ruch minibota do przodu. Każdy robot może zostać dostosowany do reagowania na różne częstotliwości drgań. Prędkość ruchu kontrolowana jest przez zmianę amplitudy drgań.

Wyprodukowanie jednego dwumilimetrowego minibota jest czasochłonne, wykorzystana technologia ogranicza też możliwości dalszej miniaturyzacji. Litografia dwufotonowa umożliwia wytwarzanie znacznie mniejszych struktur, jednak przy mniejszej masie siły adhezji są zbyt duże, by dało się w łatwy sposób dalej zmniejszyć rozmiary robotów. Naukowcy pracują nad zwiększeniem wydajności ich produkcji oraz dodaniem możliwości sterowania nimi, na przykład poprzez połączenie ze sobą dwóch nieco różnych minibotów, w odmienny sposób reagujących na dane częstotliwości i amplitudy drgań. Zbudowali też „plac zabaw”, w którym mogą się poruszać boty, stwarzając dobre warunki do zaobserwowania pełni ich możliwości. W dalszej kolejności chcą opracować roboty zdolne do skakania i pływania. Inni naukowcy testują możliwości wykorzystania pola magnetycznego do napędzania robotów.

Źródło: www.news.gatech.edu

DeaGyu Kim, Zhijian Hao, Jun Ueda and Azadeh Ansari, “A 5mg micro-bristle-bot fabricated by two-photon lithography” (Journal of Micromechanics and Microengineering, 2019)

Zdjęcia: Allison Carter / Georgia Tech

KOMENTARZE

Przetwarzamy dane osobowe użytkowników witryny, zobacz szczegóły...

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close