Digital Tهينك Tank (DTT)

تقدم مفاهيمي يعطي أرجل الروبوتات الدقيقة

ظهر مقال مثير في Nature، 530-531 (2020)؛ دوى: 10.1038 / d41586-020-02421-2

تم تطوير أجهزة صغيرة يمكن أن تكون بمثابة أرجل الروبوتات الدقيقة التي يتم التحكم فيها بالليزر. يشير توافق هذه الأجهزة مع الأنظمة الإلكترونية الدقيقة إلى طريق الإنتاج الضخم للروبوتات الدقيقة المستقلة.

فيديو على يوتيوب https://youtu.be/8b_dMsYLkUs


في عام 1959 ، اقترح ريتشارد فاينمان الحائز على جائزة نوبل وتقنية النانو أنه سيكون من المثير للاهتمام "ابتلاع الجراح" - أي بناء روبوت صغير يمكنه التحرك عبر الأوعية الدموية لإجراء الجراحة إذا لزم الأمر. أكدت هذه الرؤية الأيقونية للمستقبل الآمال الحديثة في مجال الروبوتات بحجم ميكرومتر: نشر الأجهزة المستقلة في بيئات لا يمكن لنظرائهم الماكروسكوب الوصول إليها. ومع ذلك ، فإن بناء مثل هذه الروبوتات يطرح العديد من التحديات ، بما في ذلك الصعوبة الواضحة في تجميع قاطرة مجهرية. في مقال في الطبيعة ، Miskin et al. عبر الأجهزة التي تعمل بالطاقة الكهروكيميائية والتي تدفع الروبوتات الدقيقة التي يتم التحكم فيها بالليزر من خلال سائل ويمكن دمجها بسهولة مع المكونات الإلكترونية الدقيقة لإنشاء روبوتات صغيرة مستقلة تمامًا.


يعد تطوير استراتيجيات الدفع للروبوتات الدقيقة التي تتحرك عبر البيئات السائلة أمرًا صعبًا حيث تمنع قوى السحب القوية الأجسام المجهرية من الحفاظ على زخمها. للتغلب على هذا التحدي ، صمم Miskin وزملاؤه مشغلات صغيرة - أجهزة تحول الطاقة إلى حركة - تطوي وتتكشف عند استخدام كميات ضئيلة من التيار الكهربائي. يتسبب التيار في امتصاص الأيونات من المحلول المحيط على سطح المشغل ، مما يؤدي إلى تغيير التوتر في الساق وتسبب في ثنيها. قام المؤلفون ببناء هذه المحركات باستخدام نفس تقنيات التصنيع النانوي المستخدمة في تصنيع رقائق الكمبيوتر.

أحد الجوانب المثيرة للاهتمام في عمل Miskin وزملائه هو أنهم استخدموا مفهوم تصميم جديد للروبوتات الصغيرة الخاصة بهم. فبدلاً من إضافة آلية دفع إلى جسيم ثابت ، قاموا بتصغير إنسان آلي نموذجي: آلة مشي يتم التحكم في أرجلها الميكانيكية بواسطة الإلكترونيات. نظرًا لأن المشغلات يتم إنشاؤها باستخدام نفس التقنيات المستخدمة في تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة ، فيمكن من حيث المبدأ طباعة "العقول" (الدوائر المنطقية) وأرجل الروبوتات المستقبلية في نفس الوقت. ونظرًا لأنه يمكن تشغيل المشغلات بواسطة التيارات الكهربائية منخفضة الطاقة التي تتدفق عادةً عبر الدوائر الإلكترونية ، يمكن دمج المستشعرات والمكونات المنطقية بسلاسة في المشغلات.