韩国科学家发明了一种新式的微型机器人,它们就像一群勤劳的小蚂蚁相同,可以协同作业,完结许多令人惊叹的使命。这些细巧的机器人类能转移比自己重得多的物体,还能跨过妨碍,展示了惊人的团队力气。
这项立异的研讨在12月18日发表于《Cell Press》旗下的《Device》期刊上,提醒了这些由旋转磁场驱动的微型机器人能在困难环境中履行杂乱使命的潜力。比方,在狭隘的空间中进行微创医治或精确地引导生物体移动等使命,这都是单个机器人难以独自完结的作业。
来自韩国首尔汉阳大学有机与纳米工程系的研讨员Jeong Jae Wie共享道:“咱们惊奇于这些微型机器人集体对环境的高度适应性和集体操控的高度自主性。”
研讨团队测试了不同装备下的微型机器人群,并发现高纵横比的拼装结构可以让机器人爬上相当于本身长度五倍高的妨碍。在一项试验中,1,000个这样的微型机器人组成了一个漂浮在水上的筏子,成功包裹住一颗比单个机器人重2,000倍的药丸,完结了药物的液体运送。而在陆地上,它们也证明了自己的实力——一个机器人群拖动了比单个机器人重350倍的货品,另一个集体则模仿清理了相似阻塞动脉的管道。
科学家们从自然界的蚂蚁那里得到了创意,由于蚂蚁可以经过协作来处理个别无法独自应对的问题,比方建立桥梁或许构成木筏。相同的道理,机器人之间的协作进步了全体的抗危险才能,即便部分成员未能达到方针,其他成员也会继续依照编程指令举动,直到使命完结。
与之前首要研讨球形机器人的群集办法不相同,这次科学家们规划了一个立方体形状的微型机器人体系。每个机器人都有600微米高,外壳嵌入了铁磁性的钕铁硼(NdFeB)颗粒,使得它们可以呼应外部磁场并与伙伴互动。经过调整两个相连磁铁发生的旋转磁场,研讨人能让机器人自组织成不同的形状。
为了完结共同的功能,研讨团队开发了一种经济高效的大规模出产办法,包含现场仿制成型和磁化过程,以保证一切机器人的几许形状和磁化散布均匀。
虽然现在的效果现已很鼓舞人心,但Wie指出,要将这些微型机器人群应用于实践场景,还要进一步进步其自主性。“咱们正在尽力让这些微型机器人可以在更杂乱的环境中,例如像实在动脉那样的狭隘空间里,完结自主导航。”他弥补说,“未来的要点将是引进实时反应操控办理体系,以优化机器人集体的运动轨道。”
经过继续的研讨和改善,这些小小的“蚂蚁”机器人有望在未来为医疗和其他范畴带来革命性的改变。
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