Georgia Tech-Forscher entwickelt haben eine neue Art von winzigen vibrationsgetriebenen 3D-gedruckten Robotern, die zusammenarbeiten könnten, um Materialien zu bewegen oder sogar eines Tages Verletzungen im menschlichen Körper zu beheben. Nur zwei Millimeter lang, ungefähr so groß wie die kleinste Ameise der Welt, die Botskann in einer Sekunde das Vierfache ihrer eigenen Länge zurücklegen.
"Wir arbeiten daran, die Technologie robust zu machen, und wir haben viele potenzielle Anwendungen im Auge", sagte Azadeh Ansari, Assistenzprofessor an der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik am Georgia Institute of Technology. "Wir arbeitenan der Schnittstelle von Mechanik, Elektronik, Biologie und Physik. Es ist ein sehr reiches Gebiet und es gibt viel Raum für multidisziplinäre Konzepte. "
Ein Piezoaktor
Die winzigen Bots bestehen aus einem piezoelektrischen Aktuator, der auf einen Polymerkörper geklebt wird, der mithilfe der Zwei-Photonen-Polymerisationslithographie TPP 3D-gedruckt wird. Diese Technik polymerisiert ein Monomerharzmaterial. Da keine Batterien klein genug sind, um auf den Bot zu passenerzeugt der Aktuator Vibrationen durch externe Quellen.
"Wenn sich die Mikroborsten-Bots auf und ab bewegen, wird die vertikale Bewegung in eine Richtungsbewegung umgewandelt, indem das Design der Beine optimiert wird, die wie Borsten aussehen", erklärte Ansari. "Die Beine des Mikroroboters sindentworfen mit spezifischen Winkeln, die es ihnen ermöglichen, sich in resonanter Reaktion auf die Vibration zu biegen und in eine Richtung zu bewegen. "
Lenkbare Roboter
Ansari und ihr Team arbeiten nun daran, den Robotern Lenkfähigkeiten hinzuzufügen. Sie wollen dies erreichen, indem sie zwei leicht unterschiedliche Mikroborsten-Bots mit unterschiedlichen Vibrationsfrequenzen verbinden. Durch Variieren der Frequenzen und Amplituden könnte dies möglicherweise möglich seinlenke die winzigen Roboter.
"Sobald Sie einen voll lenkbaren Mikroroboter haben, können Sie sich vorstellen, viele interessante Dinge zu tun", sagte sie.
Derzeit wird angenommen, dass diese Mikroborsten-Bots die kleinsten Roboter sind, die durch Vibration angetrieben werden. Sie sind ungefähr zwei Millimeter lang, 1,8 Millimeter breit und 0,8 Millimeter dick und wiegen ungefähr fünf Milligramm.
Ansari und ihr Team haben auch einen "Spielplatz" geschaffen, auf dem die Forscher mehr testen können, was diese Roboter können. Sie wollen Mikrobots entwickeln, die springen und schwimmen können.
"Wir können zum Beispiel das kollektive Verhalten von Ameisen betrachten und das, was wir von ihnen lernen, auf unsere kleinen Roboter anwenden", fügte sie hinzu. "Diese Mikroborsten-Bots laufen gut in einer Laborumgebung, aber es gibt eineWir werden noch viel mehr tun müssen, bevor sie in die Außenwelt hinausgehen können. "
Die Studie wird im veröffentlicht Zeitschrift für Mikromechanik und Mikrotechnik .