Microrobot

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 1 ianuarie 2016; verificările necesită 15 modificări .

Microroboții (sau microboții) reprezintă domeniul microroboticii, în special proiectarea roboților mobili cu dimensiuni caracteristice mai mici de 1 mm. Acest nume poate fi folosit și pentru roboții capabili să manipuleze componente de dimensiunea micrometrului.

Istorie

Apariția microroboților a fost posibilă prin crearea microcontrolerelor în ultimul deceniu al secolului XX și prin dezvoltarea sistemelor mecanice miniaturale bazate pe siliciu (MEMS), deși mulți microroboți nu folosesc siliciu pentru piesele mecanice, cu excepția senzorilor. Prima cercetare și proiectarea conceptuală a unor astfel de roboți mici a fost efectuată la începutul anilor 1970 la cercetarea (atunci) clasificată pentru agențiile de informații americane .

Aplicațiile practice la acea vreme includeau eliberarea prizonierilor de război și misiuni de informații radio și radio. Suportul tehnic de bază pentru miniaturizare nu a fost suficient dezvoltat la acel moment, cu calculele timpurii și conceptul de cerințe tehnice în dezvoltarea prototipurilor nu a existat un progres clar.

Dezvoltarea conexiunilor fără fir , în special Wi-Fi (adică în rețelele de acasă) a crescut foarte mult lățimea de bandă a microboților și, prin urmare, capacitatea acestora de a interacționa cu alți microboți pentru a efectua sarcini mai complexe. Într-adevăr, multe cercetări recente s-au concentrat pe comunicarea între microboți, inclusiv pe comunicarea de grup a 1024 de roboți de la Universitatea Harvard, care se pot asambla în modele de diferite forme; și fabricarea de micro-roboți de la SRI International pentru programul Agenției de Dezvoltare a Cercetării Avansate pentru Apărare (DRA) „Mini-întreprindere: gestionarea programelor de cercetare avansată la scară largă”, care pot crea o structură care combină greutatea ușoară și rezistența ridicată.

În 2020, au fost inventați xenoboții - microroboți construiți din țesuturi biologice în absența completă a metalului și a electronicii. Biodegradabilitatea și biocompatibilitatea xenoboților, precum și absența surselor de energie din acestea, au făcut posibilă evitarea unora dintre limitările tehnologice și naturale ale microroboților tradiționali.

Probleme de dezvoltare

În timp ce prefixul „micro” a fost folosit în mod subiectiv pentru a însemna „mic”, standardizarea scalelor de lungime evită confuzia. Astfel, nanoroboții vor avea dimensiuni caracteristice de sau mai mici de 1 micrometru, sau ar putea manipula componente în intervalul de la 1 la 1000 nm. Un microrobot ar avea dimensiuni caracteristice mai mici de 1 mm, un millirobot ar avea o dimensiune mai mică de un cm, un minirobot ar fi mai mic de 10 cm (4 inci), iar un robot mic ar fi etichetat ca având o dimensiune mai mică. peste 100 cm (39 inchi).

Datorită dimensiunii mici a microroboților, aceștia sunt potențial foarte ieftin de construit și pot fi utilizați în număr mare (o mulțime de roboți ) pentru a studia medii prea mici sau prea periculoase pentru oameni sau roboți mari. Este de așteptat ca utilizarea microroboților să fie utilă în activități precum căutarea supraviețuitorilor în clădirile distruse după cutremure sau, în scopuri medicale, pentru studiul tractului digestiv. Ceea ce microroboților le lipsește puterea sau puterea de procesare, ei pot compensa în număr mare.

Una dintre provocările majore în dezvoltarea microroboților este obținerea operabilității utilizând o sursă de alimentare limitată . Microroboții pot folosi o sursă de energie a bateriei cu greutate specifică scăzută, cum ar fi o celulă monedă în miniatură, sau pot folosi energia mediului sub formă de vibrații sau energie luminoasă. De asemenea, microroboții folosesc în prezent motoare biologice ca surse de energie, cum ar fi proteinele motoare flagelare Serratia marcescens care atrag energia chimică din fluidul biologic din jur pentru a conduce un dispozitiv automat. Acești bioroboți pot fi controlați direct de stimuli precum chimiotaxia sau galvanotaxia cu mai multe scheme de control disponibile. O alternativă populară la bateriile de la bord este alimentarea roboților folosind putere indusă extern. Exemplele includ utilizarea câmpurilor electromagnetice, ultrasunetelor și luminii pentru a activa și controla microroboții.

Note

Link -uri

  1. Baletul Microrobotic ”. Universitatea Duke . 2008. Consultat 2014-08-24.
  2. Hauert, Sabine (14-08-2014). „Roiul de o mie de roboti se adună în forme” . Ars Technica . Accesat 2014-08-24.
  3. Misra, Ria (22.04.2014). „Acest roi de microboți inspirați de insecte este neliniștitor de inteligent” . io9. Accesat 2014-08-24.
  4. Temple, James (2014-04-16). „SRI dezvăluie roboți mici gata să construiască lucruri mari”  re/cod . Accesat 2014-08-24.
  5. „Particule autopropulsate de la distanță și micropompe bazate pe diode miniaturale” .