Микро машине: Како је следећа велика ствар у роботици заправо прилично мала

Бот са микро чекињама поред пенија.Георгиа Тецх

Пола века након што је Нил Армстронг незаборавно изговорио речи „један џиновски скок за човечанство“, технолошке иновације су постале мање. Да, још увек смо одушевљени огромним зградама које се пењу на небо и снагом ракета која пркоси гравитацији, али многи од највећих напретка се дешавају у размерама које су незамисливо малене поред оних на којима прошле године. Нове генерације мобилних уређаја — било да су то лаптопови, паметни телефони и паметни сатови — бријају само милиметаре од дебљине својих ионако танких претходника; чинећи већ мале и преносиве уређаје још мањим и преносивијим. ЦРИСПР/цас9 технологија омогућава научницима да уређују појединачне гене; потенцијално искорењивање смртоносних болести као резултат. Нови процеси нанометарске скале омогућавају дизајнерима чипова да истискују још више транзистора на површину интегрисаних кола; удвостручавање рачунарске снаге сваких 12-18 месеци у процесу.

Садржај

  • Примери су свуда
  • Како ћемо их користити?

Свет роботике није ништа другачији. Замислите да роботи попут Бостон Динамицс-а Спот робот инспирисан псима или хуманоидни Атлас робот су на врху гомиле иновација, једноставно зато што су највидљивији? Не тако брзо! На мањем крају спектра, напредак можда није тако очигледан - али, у својој скали, може бити још узбудљивији.

Добродошли у свет микро робота, жанр роботике који мање привлачи пажњу од металне велике браће и сестара, али је потенцијално једнако трансформативан. Ови роботи могу бити корисни за широк спектар примена, од извођења хируршких подвига на микро или наносмеру до истраживања других планета.

Повезан

  • Завршни додир: Како научници дају роботима људска тактилна чула
  • Ево шта АИ анализира трендове. мисли да ће бити следећа велика ствар у техници
  • Упознајте Ксеноботе: Живе, биолошке машине које би могле да револуционишу роботику

Примери су свуда

Демонстрације ове технологије у акцији су свуда. Недавно су истраживачи са Универзитета Јужне Калифорније изградили а летећи робот инспирисан инсектима који је тежак само 95 милиграма и мањи је од пенија.

С1

У међувремену, на немачком Институту Макс Планк за интелигентне системе, на пример, инжењери су направио мали управљиви аутомобил. То не звучи посебно необично док не чујете да дотични аутомобил није мали аутомобил као Цхевролет Спарк или Форд Фиеста, већ робот у облику аутомобила од само 40 до 50 микрометара величина. То је око половине пречника једне људске косе. Лабораторија је направила серију таквих мобилних микромашина које се саме састављају које се могу програмирати да се склапају у широк спектар различитих формација у зависности од тога шта се од њих захтева. И то није све.

„Наш тим је предложио [известан број] нових синтетичких и био-хибридних микроробота,“ др Метин Сити, рекао је за Дигитал Трендс директор Одељења за физичку интелигенцију Института Макс Планк. „Као синтетички роботи малих размера, демонстрирали смо различите бежичне мобилне роботе који се могу програмирати меким обликом са могућношћу вишеструке локомоције и мултифункционалног рада. Такви мекани сићушни роботи инспирисани су меким малим животињама као што су медузе, гусенице, грејци, сперматозоиди и ларве буба. Као биохибридни микророботи, ми смо [такође] предложили микропливаче вођене бактеријама и алгама за испоруку причвршћених терета у циљним регионима док осете микроокружење, [као што су] хемијски или кисеонички градијенти, пХ промене и светлост.”

„[Микророботи би могли бити корисни] за неинвазивну или минимално инвазивну медицинску дијагнозу и лечење на кратко или дуже време.”

Реч „они“, као у множини, често се баца около када људи говоре о микроботовима. Могли бисмо размислити о томе да више робота великих величина ради заједно, али вероватно ће бити само неколико који функционишу један са другим. Да парафразирамо Греен Даи-ов „Булевар сломљених снова“, роботи ове скале су дизајнирани да ходају (или се котрљају, или пузе, или пливају, или скачу) сами. Није случај на мањем крају спектра.

„Код традиционалних робота, роботи морају бити софистицирани и способни да обављају сложене задатке обично сами“, рекла је Деа Гју Ким, докторантка која ради на микророботима у Георгиа Тецх-у. „Међутим, са микро-роботима они могу бити јефтинији и једноставнији. Уместо да се ослањају на [једног] робота да изврши једну специфичну сложену радњу, велика група њих може да комуницира на различите начине како би извршила различите радње.

Овај мали робот направљен у Георгиа Тецх је једва видљив

Роботи на којима је Ким радио дугачки су неколико милиметара, отприлике величине мрава. (Иако се, у будућности, тим нада да ће још увек бити мањи.) Под називом „бристле-ботс“, 3Д штампане креације ходају на четири или шест ногу налик на чекиње. Захваљујући присуству пиезоелектричног актуатора направљеног од олово цирконат титаната на леђима, њима се може управљати уз помоћ сићушних вибрација.

Како ћемо их користити?

„Најидеалнија апликација у стварном свету [за ове роботе] за мене је да користим велику групу чекињастих робота за приступ тешко доступним местима, као што је пукотине унутар велике инфраструктуре или мале празнине у сложеним машинама, где људи или типични роботи не могу да оду и врше истраживања“, Ким наставио. „[Могли би да раде тако што] опонашају понашање инсеката у потрази за храном и [преносе] податке од интереса.“

У међувремену, Метин Сити мисли да ће ови мали роботи бити од највеће користи у области медицине. „Верујем да би највећи научни и друштвени утицај мобилне микророботике био у здравству бежични микророботи могу приступити невиђеним или тешко доступним областима унутар људског тела“, Ситти наставио. „[То би могло бити корисно] за неинвазивну или минимално инвазивну медицинску дијагнозу и лечење на кратко или дуже време. Стога се моја група фокусирала на примену наших нових микроробота за различите медицинске примене, као што су циљана терапија рака, емболизација, отварање крвног угрушка, биопсија и микрохирургија.

Има још много идеја одакле су ова двојица дошла. Од континуираних агенаса за снимање до микро-тимова робота који су способни да померају објекте много веће од њих самих до микроробота контролисаних магнетом који могу да уклоне тешки метали из контаминиране воде, постоји неколико области у којима се микророботи не би могли показати корисним у неком својству. Како су истраживачи све више показивали своју способност да се крећу по разним теренима, у распону од издајничких нагиба до пливања кроз телесне течности, они ће постати само кориснији.

Уска грла и даље постоје, наравно. Као и код већих робота, ово укључује изазов покретања робота без потребе да их држите везанима, што их чини агилнијим и лакшом масовном производњом. У случају медицинских примена, такође ће се морати доказати да су безбедни пре него што се могу користити Фантастиц Воиаге- стилске мисије кроз људско тело. Али на овим изазовима се ради, усавршава и, у многим случајевима, решава све већи број истраживача широм света.

Како је физичар Ричард Фајнман једном рекао о области нанотехнологије, мањи рођак микро-роботике, „Има доста места на дну.” Али то свакако није због недостатка интересовања!

Препоруке уредника

  • Следећа велика ствар у науци је већ у вашем џепу
  • Будућност производње: Поглед унапред у следећу еру прављења ствари
  • Будућност АИ: 4 велике ствари на које треба обратити пажњу у наредних неколико година
  • Паметне лутке: Како роботска технологија борбе трансформише фудбалску праксу
  • Како подаци помажу роботским усисивачима да чисте ваш дом са максималном ефикасношћу