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科學家展示世界上有史以來超小的「螃蟹」遙控步行機器人,體積比跳蚤還小

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2023-04-09 22:41:071336瀏覽

日前,美國西北大學工程師開發出有史以來最小的遙控步行機器人,它以一種小巧可愛的螃蟹形式出現。

這種微小的「螃蟹」機器人寬度只有半毫米,可以彎曲、扭曲、爬行、行走、轉彎甚至跳躍,無需液壓或電力。 IT之家了解到,相關研究成果發表在《科學・機器人》。

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據介紹,這種機器人是用形狀記憶合金材料製造的,然後可以變成所需的形狀,當你加熱後又會變回原來的形狀,而熱量消失時可以再次彈回變形時的樣子。

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據介紹,其熱量是由雷射所帶來的。雷射透過「螃蟹」加熱合金,但因為它們非常小,所以熱量傳播非常快,這使得它們的反應速度可以十分驚人,甚至可以達到每秒(反覆變形)10 次。同時,掃描雷射的方向決定了它移動的方向 —— 向右掃描,螃蟹就向右走(由腿部驅動的時機確定)。研究團隊也因此可以測出它們的平均速度是每秒行走身長的一半距離。

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研究人員也嘗試了一些不同的形狀,例如可以透過旋轉掃描雷射來誘導轉動的水上行走三腳架結構,能夠進行小跳躍的盤繞結構,以及其他能夠扭轉和其他運動的結構。

製造過程非常有趣 —— 團隊將機器人造成扁平結構(加熱狀態)。然後,他們將扁平結構黏合到拉伸的橡膠基材上。然後橡膠放鬆,機器人步伐就會縮小,並在受控屈曲過程中使它們從表面彈出,使它們處於最終的“冷卻”位置,從而應用玻璃塗層來固定它們成型直到加熱。

「機器人學是一個令人興奮的研究領域,微型機器人的發展是學術探索的一個有趣話題,領導這項實驗工作的約翰・羅傑斯說,這項新技術能夠實現多種受控運動方式。「可以把這個新機器人想像成修復或組裝工業行業中的「微縮版」機器人,或者作為「微型」手術助手來幫助人類醫生清除阻塞的動脈、止血或消除癌性腫瘤,所有這些都是微創手術。 ”,也就是說,這種微型機器人有望在成為未來成為微創手術的重要參與者。

領導該計畫基礎理論工作的黃永剛博士進一步解釋說:我們的技術可以實現多種受控運動方式,同時平均速度為每秒身體長度的一半。他表示:「對於地面機器人來說,要在如此小規模的體型上實現這一點非常具有挑戰性。 ”

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值得一提的是,為什麼是螃蟹?“通過這些組裝技術和材料概念,我們可以製造幾乎任何尺寸或3D 形狀的步行機器人,”羅傑斯解釋說,「但學生覺得小螃蟹側身爬行的動作十分有趣。這是一個創造性的奇思妙想。 ”

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