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一種集群微型磁力機(jī)器人

發(fā)布:cyqdesign 2024-12-21 18:49 閱讀:150

韓國首爾漢陽大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種集群微型磁力機(jī)器人,這些小機(jī)器能夠像螞蟻一樣協(xié)同工作,完成一系列復(fù)雜任務(wù),比如搬運(yùn)遠(yuǎn)大于自身的物體。這項(xiàng)研究發(fā)表在18日的《設(shè)備》期刊上,顯示了這些依靠旋轉(zhuǎn)磁場運(yùn)行的微型機(jī)器人集群,在面對單個機(jī)器人無法解決的挑戰(zhàn)性難題時,可以執(zhí)行一些復(fù)雜的任務(wù),例如為動脈阻塞提供微創(chuàng)治療、精準(zhǔn)引導(dǎo)生物等。

團(tuán)隊(duì)對不同組合方式的微型機(jī)器人集群進(jìn)行了測試,觀察它們在不同任務(wù)中的表現(xiàn)。結(jié)果顯示,高縱橫比配置的組合能爬上超過單個機(jī)器人5倍高度的障礙,并逐一跨越這些障礙。

當(dāng)1000個這樣的微型機(jī)器人聚集在一起時,可以在水面形成一個筏子,并能夠包裹住一個比單個機(jī)器人重2000倍的藥丸,使得整個群體可以在液體中運(yùn)輸藥物。而在陸地上,這些微型機(jī)器人群也展示了強(qiáng)大的能力,成功搬運(yùn)了重達(dá)單個機(jī)器人350倍的貨物,并疏通了類似堵塞血管的管道。此外,通過旋轉(zhuǎn)和軌道拖拽的方式,研究人員還創(chuàng)建了一個系統(tǒng),允許機(jī)器人群控制小型生物的運(yùn)動路徑。

團(tuán)隊(duì)從螞蟻身上獲取靈感,學(xué)習(xí)它們?nèi)绾螀f(xié)作以填補(bǔ)道路上的空隙或在洪水來臨時組成木筏。這種合作機(jī)制提高了機(jī)器人面對失敗時的容錯率,即使部分成員未能完成任務(wù),其余成員也會繼續(xù)按照編程行動,直到足夠多的成員達(dá)成目標(biāo)。

之前的集群機(jī)器人研究大多關(guān)注球形機(jī)器人,這些機(jī)器人通過點(diǎn)接觸聚集在一起。此次研究則采用立方體形狀的微型機(jī)器人,由于表面積更大,它們之間的磁場吸引力更強(qiáng),每個面都可以與其它機(jī)器人接觸。每個微型機(jī)器人尺寸為600微米,由嵌入鐵磁性釹鐵硼顆粒的環(huán)氧樹脂構(gòu)成,使它們能夠響應(yīng)磁場并與其它機(jī)器人互動。通過旋轉(zhuǎn)兩個相連磁鐵產(chǎn)生的磁場驅(qū)動,這些機(jī)器人可以自我組裝。團(tuán)隊(duì)通過調(diào)整機(jī)器人的磁化角度,實(shí)現(xiàn)了不同的組合配置。

關(guān)鍵詞: 機(jī)器人
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