Исследователи из Северо-Западного университета в Иллинойсе продемонстрировали самого маленького в мире шагающего робота

с дистанционным управлением, его ширина составляет всего полмиллиметра. Такие крошечные машины могут гнуться, крутиться, ползать, ходить, поворачиваться и прыгать без гидравлики или электричества.

Роботы строятся из сплавов с памятью формы, которые затем деформируются в желаемую форму. Нагрев этих сплавов заставляет их возвращаться к своей первоначальной форме, а тонкое покрытие из стекла способно упруго возвращать их в деформированную форму при удалении тепла.

Тепло в этом случае подавалось сканирующим лазером, который проходил над крабами, нагревая сплав. Поскольку они такие крошечные, тепло рассеивается очень быстро, что делает их удивительно чувствительными даже при частоте до 10 циклов в секунду. Направление сканирующего лазера определяет направление движения — сканирование вправо, и крабы идут вправо — просто из-за времени срабатывания ног. Команда засекла их со средней скоростью, равной половине их длины тела в секунду.

Имея ширину всего полмиллиметра, эти крабы могут двигаться со скоростью, равной половине их длины тела в секунду.

Затем они попробовали несколько различных геометрий, в том числе треножники для ходьбы по воде, которые можно заставить вращаться, вращая сканирующий лазер, спиралевидные структуры, способные совершать небольшие прыжки, и другие, способные к скручиванию и другим движениям.

Производственный процесс довольно увлекательный — команда изготовила роботов в виде плоских конструкций, это их нагретое состояние. Затем они приклеили плоские конструкции к растянутой резиновой основе, но только в точках основания. Затем резина была ослаблена, что привело к уменьшению площади основания роботов и заставляло их отрываться от поверхности в контролируемом процессе изгиба, который помещал их в их окончательные, трехмерные «охлажденные» положения, где для удержания их можно было нанести стеклянное покрытие. в форме до нагревания.

«Робототехника — захватывающая область исследований, а разработка микророботов — забавная тема для академических исследований», — сказал профессор материаловедения и инженерии Джон А. Роджерс, который руководил экспериментальной работой. «Можно представить себе микророботов в качестве агентов для ремонта или сборки небольших конструкций или машин в промышленности или в качестве помощников хирурга для очистки закупоренных артерий, остановки внутреннего кровотечения или удаления раковых опухолей — и все это с помощью минимально инвазивных процедур».

Крошечные твари изготовлены с использованием техники, вдохновленной детскими книжками-раскладушками. Северо-Западный университет

Конечно, представление о них как таковых требует от нас представления о том, как можно целенаправленно нагреть лазером крошечные пространства, для которых они предназначены, — перспектива, которая не будет простой внутри тела. Так что работы еще много.

Ой, а почему крабы? «Благодаря этим методам сборки и концепциям материалов мы можем создавать шагающих роботов практически любых размеров и трехмерных форм», — сказал Роджерс. «Но студентов вдохновляло и забавляло ползание крошечных крабов в стороны. Это была творческая прихоть». 

Крошечный робот-краб — самый маленький в мире шагающий робот с дистанционным управлением

Исследование доступно в журнале Science Robotics .

Источник: Северо-Западный университет .