科技日報北京8月26日電 (記者張夢然)英國《自然》雜志26日發(fā)表了一項機器人最新成果:使機器人移動的重要部件——致動器研究出現(xiàn)突破,,科學(xué)家由此創(chuàng)造了“專為行走而生”、數(shù)量超過100萬個的微型四腳機器人大軍。這一成果得益于這類與現(xiàn)有硅電子器件兼容的新型致動器的發(fā)展,,這也是迄今已知首批尺寸小于0.1毫米的機器人,。
將電子器件微型化,,以致最終生產(chǎn)細胞大小的機器人,,一直是工程師們追求的目標(biāo),。微型機器人屬于典型的微機電系統(tǒng),,其發(fā)展依賴于微加工,、微傳感、微驅(qū)動和微結(jié)構(gòu)等方面,。而致動器的定義,,是指通過電、光信號,,直接或間接控制機械結(jié)構(gòu),,使之發(fā)生變形或移動等。一直以來,,由于缺乏合適的微米級致動器系統(tǒng),,微型機器人技術(shù)的進一步發(fā)展受到限制。
鑒于此,,美國賓夕法尼亞大學(xué)研究人員馬克·密斯金及其同事,,此次研發(fā)了一類新型電化學(xué)致動器,克服了這一瓶頸,。這些致動器構(gòu)成了機器人的腿,,使得機器人尺寸小于0.1毫米(約為人的頭發(fā)寬度),當(dāng)受到激光刺激時,,就會彎曲,,產(chǎn)生行走動作。
實驗中,,研究團隊在一塊4英寸的硅片上,,制造了超過100萬個行走機器人,。這些機器人由板載硅太陽能電池驅(qū)動。
研究團隊認為,,這些是已知的第一個尺寸小于0.1毫米的機器人,,其中板載電子裝置用于控制驅(qū)動。它們很堅固,,能在高酸性環(huán)境和超過200開爾文的溫度變化中生存下來,,并且可以通過皮下針頭注射,為探索生物環(huán)境內(nèi)的應(yīng)用帶來了可能,。
在該研究隨附的新聞與觀點文章中,,美國麻省理工學(xué)院科學(xué)家邁克爾·斯塔諾表示,雖然這些機器人目前功能尚有限,,譬如說它們比其他游泳型機器人稍慢,,也不能感知環(huán)境及缺乏綜合控制,但最有價值的是它們與現(xiàn)有硅技術(shù)的兼容,,正是這一兼容性,,讓其在不久的未來很快就能夠開發(fā)更多實用性功能。
總編輯圈點
目前世界范圍內(nèi)微型機器人的研究已有不少成績,,一些“專注于”運動型的機器人可以做到與昆蟲一般大小,,但對工程師們來說,還是希望它們能小到肉眼幾乎都要看不到的程度,。這就需要微致動器的先行發(fā)展,,首先體積要足夠小,其次能驅(qū)動微型結(jié)構(gòu)產(chǎn)生運動,,最后還要平衡整體結(jié)構(gòu),,不能在運動的同時發(fā)生偏移。常見的輪式和履帶式行走機器人顯然容易得多,,但對于邁“腿”走路的機器人,尤其是想要克服不平坦的地面,,要求就非常高了,。而結(jié)合了“微型”與“行走”,正是此次工程師們?nèi)〉贸晒年P(guān)鍵,。