人眼幾乎看不見，KUKA機(jī)器人維修，佐治亞理工學(xué)院開發(fā)了一系列微觀3D打印機(jī)器人。可以通過微小的振動(dòng)來控制“微型機(jī)器人”，使它們能夠運(yùn)輸材料并檢測環(huán)境的變化。像螞蟻一樣，機(jī)器人一起工作，沿著力學(xué)，電子學(xué)，生物學(xué)和物理學(xué)的界限解鎖各種各樣的應(yīng)用。
喬治亞理工學(xué)院的團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在正在研究如何擴(kuò)大用于制作機(jī)器人的微型3D打印方法，并在單個(gè)構(gòu)建中生成“數(shù)百或數(shù)千”的設(shè)備。預(yù)計(jì)該研究結(jié)果將對生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生積極影響，微型機(jī)器人對微型裝配和機(jī)體內(nèi)的機(jī)動(dòng)性越來越感興趣。
佐治亞理工學(xué)院電氣與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院助理教授Azadeh Ansari評論道：“我們正努力使技術(shù)更加強(qiáng)大，并且我們有很多潛在的應(yīng)用需求。” “這是一個(gè)非常豐富的領(lǐng)域，并且有很多空間可以用于多學(xué)科概念。”
佐治亞理工學(xué)院的一種微型鬃毛機(jī)器人
佐治亞理工學(xué)院的微鬃毛機(jī)器人是使用雙光子聚合（TPP）制造的，這是一種由Nanoscribe和Microlight3D商業(yè)銷售的方法。該團(tuán)隊(duì)專門使用的機(jī)器是Nanoscribe的Photonic Professional GT。
單個(gè)微型機(jī)器人由兩部分組成 － 壓電致動(dòng)器和3D打印聚合物主體。鬃毛機(jī)器人的身體包含它的腿，當(dāng)致動(dòng)器開始振動(dòng)時(shí)它們會移動(dòng)。然而，腿部移動(dòng)的確切方式取決于設(shè)計(jì)。根據(jù)腿的角度，可以調(diào)整機(jī)器人以響應(yīng)振動(dòng)在某個(gè)方向上移動(dòng)。安薩里解釋說，www.twshmhelmet.com，“隨著微鬃機(jī)器人上下移動(dòng)，垂直運(yùn)動(dòng)通過優(yōu)化腿的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為定向運(yùn)動(dòng)，看起來像刷毛。”
“微型機(jī)器人的腿部設(shè)計(jì)有特定的角度，允許它們彎曲并在一個(gè)方向上以共振的方式響應(yīng)振動(dòng)。”
TPP對團(tuán)隊(duì)的方法至關(guān)重要，因?yàn)樗试S他們嘗試許多不同的腿部機(jī)制。然而，下一步是增加可以生成它們的量以探索新的應(yīng)用程序。安薩里補(bǔ)充道，“這個(gè)過程現(xiàn)在需要一段時(shí)間，因此我們正在研究如何擴(kuò)展它以一次制造數(shù)百或數(shù)千個(gè)微型機(jī)器人。”
在當(dāng)前的迭代中，一個(gè)微型鬃毛機(jī)器人長約2毫米長，1．8毫米寬和0．8毫米厚，重量約為5毫克，任何小于此，并且團(tuán)隊(duì)可能會遇到問題從打印床上移除機(jī)器人。到目前為止，基本的機(jī)器人設(shè)計(jì)已經(jīng)在一個(gè)基本的“游樂場”中進(jìn)行了測試，研究人員研究了它們的運(yùn)動(dòng)。安薩里總結(jié)道，機(jī)器人維修，“這些微型豬鬃機(jī)器人在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中行走得很好，但在他們進(jìn)入外部世界之前我們還有很多工作要做。”
“A 5mg micro－bristle－bot fabricated by two－photon lithography”發(fā)表在Micromechanics and Microengineering期刊上。該研究由DeaGyu Kim，Zhijian Hao，Jun Ueda和Azadeh Ansari共同撰寫。