Вездеходная микроличинка перемещается, падая через сложную топографию

«Микромасштаб магнитный падающий робот» или μ ЖИВОТ (микроживот), приблизительно 400 на 800 микронов или миллионные части метра, меньшего, чем верхняя часть булавки. Непрерывно вращающееся магнитное поле продвигает микроличинку в конце по концу или боком падающем движении, которое помогает микроличинке пересечь неровные поверхности, такие как удары и траншеи, трудный подвиг для других форм движения.

«μ ЖИВОТ способен к пересечению сложных ландшафтов и в сухой и во влажной окружающей среде», сказал Давид Каппеллери, адъюнкт-профессор в Школе Университета Пердью Машиностроения и директор Multi-Scale Robotics and Automation Lab Пердью.Результаты детализированы в научно-исследовательской работе, изданной онлайн 3 февраля в журнале Micromachines.

Бумага была создана аспирантом Пердью Ченгэо Би; партнерша постдиссертации Мария Гуикс; докторант Бенджамин В. Джонсон; Умин Цзин, доцент машиностроения в Лоуренсе Технологический Университет; и Cappelleri.Квартира, примерно микроличинка, имеющая форму гантели сделана из полимера и имеет два магнитных конца.

Антимагнитная средняя часть могла бы использоваться, чтобы нести груз, такой как лекарства. Поскольку личинка функционирует хорошо во влажной окружающей среде, у нее есть потенциальное биомедицинское применение.«Робототехника в микро – и наноразмерный представляет одну из новых границ в интеллектуальных системах автоматизации», сказал Каппеллери. «, В частности, Мобильные микророботы недавно появились в качестве баллотирующихся кандидатов для биомедицинского применения, использовав в своих интересах их небольшой размер, манипуляцию и автономные возможности движения.

Целенаправленная доставка лекарственных средств – одно из ключевых применений их нано – и микророботы».Микроличинки доставки лекарственных средств могли бы использоваться вместе с ультразвуком, чтобы вести их к их месту назначения в теле.Исследователи изучили работу машины, пересекая наклонные поверхности, столь же крутые как 60 градусов, демонстрируя впечатляющую поднимающуюся способность и во влажной и в сухой окружающей среде.

«Способность подняться важна, потому что поверхности в человеческом теле сложны», сказал Гуикс. «Это ухабистое, это липко».Идеальная технология для многих заявлений была бы неограниченным микророботом, который приспосабливаем к различной окружающей среде и прост работать. Микроличинки, оживляемые через магнитные поля, показали обещание, сказал Каппеллери.

В то время как понятия, исследуемые к настоящему времени, потребовали сложных проектов и методов микрофальсификации, μ ЖИВОТ произведен со стандартными методами фотолитографии, используемыми в полупроводниковой промышленности. Новая работа фокусируется на дизайне микроробота, фальсификации и использовании вращения магнитных полей, чтобы управлять ими в стратегии договориться о сложных ландшафтах.Один критический фактор в развитии таких микроличинок – эффект электростатических и сил Ван-дер-Ваальса между молекулами, которые распространены в масштабе микронов, но не в макромасштабе повседневной жизни. Силы вызывают «прилипание» между крошечными компонентами, которые затрагивают их действие.

Исследователи смоделировали эффекты таких сил.«В сухих условиях эти силы делают его очень сложным, чтобы переместить микроличинку в ее намеченное местоположение в теле», сказал Гуикс. «Они выступают намного лучше в жидких СМИ».

Поскольку крошечные личинки содержат такое небольшое количество и площадь поверхности магнитного материала, это берет относительно сильное магнитное поле, чтобы переместить их. В то же время биологические жидкости или поверхности сопротивляются движению.«Это проблематично, потому что для роботов микромасштаба, чтобы работать успешно в реальных производственных условиях, подвижность очень важна», сказал Каппеллери.Один способ преодолеть проблему с падающим передвижением, которое требует более низкой силы магнитного поля, чем в других отношениях необходимый.

Другой ключ к работе личинки – непрерывно вращающееся магнитное поле.«В отличие от микроживота, другие роботы микромасштаба используют качающееся движение под переменным магнитным полем, где контакт между роботом и поверхностью все время теряется и возвращается», сказал висмут. «Хотя непрерывно вращающаяся область используется для μ ЖИВОТ более трудно осуществить, чем переменная область, компромисс – то, что у падающего робота всегда есть пункт в контакте с землей, при условии, что нет никаких острых снижений или утесов в ее пути. Этот длительный контакт означает что μ дизайн ЖИВОТА может использовать в своих интересах постоянное прилипание и фрикционные силы между собой и поверхностью ниже его, чтобы подняться на крутые наклоненные ландшафты».Микроличинка была проверена на сухой бумажной поверхности, и и в воде и в силиконовой нефти, чтобы измерить и характеризовать ее возможности в жидкой среде переменной вязкости.

Результаты показали, что очень вязкие жидкости, такие как силиконовая нефть ограничивают максимальную скорость робота, в то время как имеющие малую плотность СМИ, такие как воздушный предел, как крутой они могут подняться.Микроживот мог бы быть модернизирован с «передовым прилипанием» возможности выполнить доставку лекарственных средств для биомедицинского применения.Будущая работа сосредоточится на динамическом моделировании μ ЖИВОТ, чтобы предсказать его траектории движения по сложным ландшафтам, а также обращение к уникальным проблемам представляет в интерфейсе отличной окружающей среды.

Дополнительные цели включают развитие «основанной на видении» системы управления, которая использует камеры или датчики для точной навигации и для использования таких личинок, чтобы точно управлять объектами для потенциального промышленного применения. Дополнительные проекты для средней части робота будут исследоваться также.

«Для всех конфигураций дизайна, которые рассматривают, средняя часть робота была сохранена ненамагниченной, чтобы исследовать будущую возможность вложения полезного груза в этой области робота», сказал Каппеллери. «Замена этой области с послушным материалом или растворимым полезным грузом могла привести к улучшенному динамическому поведению, и в естественных условиях доставке лекарственных средств, соответственно, с далеко идущим потенциалом в манипуляции микрообъекта и биомедицинском применении».Видео YouTube доступно в https://www.youtube.com/watch? v=obwvH78hGLY


10 комментариев к “Вездеходная микроличинка перемещается, падая через сложную топографию”

  1. Blackweaver

    Сетка есть, не ссы. Наше приземление смягчат лоскутки распавшейся расии

  2. Зууфина Диана

    проходил, в субботу, на Госпроме.. нормальная елка.. и каток прикольный..

  3. Предложение Зе, безусловно, будет принято. Власть необходимо защитить от попыток узурпации януковичами-порошенками и прочими соискателями дорого царя.

  4. Назвать умных и ответственных людей дебилами мог только глупый и безответственный поц :)))

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *