Mikrorobot

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt hozzászólók, és jelentősen eltérhet a 2016. január 1-jén felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 15 szerkesztést igényelnek .

A mikrorobotok (vagy mikrobotok) a mikrorobotika területe, különösen az 1 mm-nél kisebb jellemző méretű mobil robotok tervezése. Ez a név használható a mikrométer méretű alkatrészek kezelésére alkalmas robotokra is.

Történelem

A mikrorobotok megjelenését a 20. század utolsó évtizedében a mikrokontrollerek megalkotása és a miniatűr szilícium alapú mechanikai rendszerek (MEMS) kifejlesztése tette lehetővé, bár sok mikrorobot nem használ szilíciumot mechanikai alkatrészekhez, kivéve az érzékelőket. Az ilyen kis robotok első kutatását és elvi megtervezését az 1970-es évek elején végezték el az (akkori) titkosított kutatásban az amerikai hírszerző ügynökségek számára .

A gyakorlati alkalmazások akkoriban a hadifoglyok szabadon bocsátása, valamint a rádiós és rádiós hírszerzési küldetések voltak. A miniatürizálás mögöttes műszaki támogatása akkor még nem volt kellően kidolgozott, a korai számításokkal és a prototípusok fejlesztésében a műszaki követelmények fogalmával nem volt egyértelmű előrelépés.

A vezeték nélküli kapcsolatok fejlesztése , különösen a Wi-Fi (azaz otthoni hálózatokban) nagymértékben megnövelte a mikrobotok sávszélességét, és ezáltal azt a képességüket, hogy más mikrobotokkal bonyolultabb feladatok elvégzése érdekében interakcióba léphessenek. Valójában a közelmúltban számos kutatás a mikrobotok közötti kommunikációra összpontosított, beleértve a Harvard Egyetemen 1024 robot csoportos kommunikációját, amelyek különféle formájú terveket tudnak összeállítani; és mikrorobotokat gyártanak az SRI Internationaltól a Védelmi Fejlett Kutatási Fejlesztési Ügynökség (DRA) „Mini-vállalkozás: fejlett kutatási programok kezelése nagy léptékben” program számára, amely könnyű súlyt és nagy szilárdságot ötvöző szerkezetet hozhat létre.

2020- ban feltalálták a xenobotokat - mikrorobotokat, amelyeket biológiai szövetekből építenek fel fém és elektronika teljes hiányában. A xenobotok biológiai lebonthatósága és biokompatibilitása, valamint az energiaforrások hiánya lehetővé tette a hagyományos mikrorobotok technológiai és természeti korlátainak elkerülését.

Fejlesztési kérdések

Míg a "mikro" előtagot szubjektíven a "kicsi" jelentésére használták, a hosszskálák szabványosítása elkerüli a félreértést. Így a nanorobotok jellemző méretei 1 mikrométer vagy kisebbek lesznek, vagy 1 és 1000 nm közötti tartományban képesek manipulálni az alkatrészeket. A mikrorobot jellemző méretei 1 mm-nél kisebbek, a millirobot méretei 1 cm-nél kisebbek, a minirobotok 10 cm-nél (4 hüvelyknél) kisebbek, és a kis robotok mérete kisebb lenne. mint 100 cm (39 hüvelyk).

A mikrorobotok kis mérete miatt potenciálisan nagyon olcsón megépíthetők, és nagy számban ( sok robot ) használhatók olyan környezetek tanulmányozására, amelyek túl kicsik vagy túl veszélyesek az emberek vagy a nagy robotok számára. A mikrorobotok alkalmazása várhatóan hasznos lesz olyan tevékenységekben, mint a túlélők felkutatása a földrengések után lerombolt épületekben, vagy orvosi célból az emésztőrendszer tanulmányozása. Amit a mikrorobotokból hiányzik az erő vagy a feldolgozási teljesítmény, azt nagy számban pótolni tudják.

A mikrorobotok fejlesztésének egyik legnagyobb kihívása a működőképesség elérése korlátozott tápegység használatával . A mikrorobotok használhatnak alacsony fajsúlyú akkumulátoros áramforrást, például miniatűr érmecellát, vagy használhatnak környezeti energiát vibráció vagy fényenergia formájában. A mikrorobotok jelenleg biológiai motorokat is használnak energiaforrásként, például a Serratia marcescens flagelláris motorfehérjéket, amelyek kémiai energiát vonnak ki a környező biológiai folyadékból egy automatizált eszköz meghajtásához. Ezek a biorobotok közvetlenül vezérelhetők olyan ingerekkel, mint a kemotaxis vagy galvanotaxis , többféle szabályozási sémával. A fedélzeten lévő akkumulátorok népszerű alternatívája a robotok külső indukált energiával történő működtetése. Ilyen például az elektromágneses mezők, az ultrahang és a fény használata a mikrorobotok aktiválására és irányítására.

Jegyzetek

Linkek

  1. " Mikrorobotikus balett ". Duke Egyetem . 2008. Letöltve 2014-08-24.
  2. Hauert, Sabine (2014-08-14). "Az ezerrobotos raj formákba szedi össze magát .  " Ars Technica . Letöltve: 2014-08-24.
  3. Misra, Ria (2014-04-22). "A rovarok által ihletett mikrobotok raj nyugtalanítóan okos . " io9. Letöltve: 2014-08-24.
  4. Temple, James (2014-04-16). "Az SRI bemutatja a nagy dolgok építésére kész apró robotokat"  re/code . Letöltve: 2014-08-24.
  5. "Távhajtású önjáró részecskék és miniatűr diódákon alapuló mikroszivattyúk" .