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(jī)器人最新成果:使機(jī)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(jī)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(jī)器人,。
將電子器件微型化,,以致最終生產(chǎn)細(xì)胞大小的機(jī)器人,一直是工程師們追求的目標(biāo),。微型機(jī)器人屬于典型的微機(jī)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(jī)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(jī)器人技術(shù)的進(jìn)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(jī)器人的腿,使得機(jī)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(tuán)隊在一塊4英寸的硅片上,制造了超過100萬個行走機(jī)器人,。這些機(jī)器人由板載硅太陽能電池驅(qū)動,。
研究團(tuán)隊認(rèn)為,這些是已知的第一個尺寸小于0.1毫米的機(jī)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(jī)器人目前功能尚有限,,譬如說它們比其他游泳型機(jī)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(jī)器人的研究已有不少成績,,一些“專注于”運動型的機(jī)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(jī)器人顯然容易得多,但對于邁“腿”走路的機(jī)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,。