物理科技生物学-PHYICA

热机器人夏子:水面上的微型机器人

技术工程 2021-10-18 21:54:42

ThermoBots: Microrobots on the water漂浮在水面上的激光控制微型机器人。功劳:Franco N. Piñ an Basualdo Thi的研究项目源于两个拥有各自专业知识的机构之间的合作:比利时ULB的TIPs实验室,这是一个致力于研究传输现象和流体界面的组织;法国FEMTO-ST研究所的AS2M部门,专门研究微机器人学。于是,热机器人诞生了,一种在空气-水界面上工作的新型操作平台。ThermoBot使用了一种原始的驱动机制,一种红外激光,局部加热空气-水界面,触发所谓的热毛细流动。结合我们在界面现象和机器人技术方面的专业知识,我们能够利用这种流动以可控的方式置换浮动部件。当前的技术趋势是小型化。这在电子行业是显而易见的,电子元件一天比一天小。产品的小型化要求开发新的技术来处理和组装形状记忆合金的所有部件,有时是易碎的部件。这个领域被称为微装配,结合了应用物理和控制工程。

有两种处理小零件的主要介质:空气或液体。空气环境看起来更直观,但也有一些缺点,主要是附着力不受控制。另一方面,液体中的微操作更有利于处理生物材料,附着力大大降低,但粘性阻力限制了液体中的操作速度。

在我们的例子中,我们决定在水和空气的界面上工作,这是一种机器人很少探索的媒介。除了比水体积更大的速度之外,在空气-水界面上工作还允许我们利用界面现象来产生产生运动的力。

热机器人系统在水面上组装房屋拼图的视频。信用:Pian Basualdo等人,Sci。机器人。6,eabd3557 (2021)现在的自然观点是将装配组件彼此整合在一起。另一个困难可能是表面污染,特别是一些被称为表面活性剂的大分子,它们会严重降低我们的方法的效率。佛朗哥·皮安·巴苏阿多目前正在对这些副作用进行量化。

到目前为止,我们只是演示了一些在水上组装和移动小型化物体或机器人的概念证明。这可以实现新的制造过程(例如微型工厂),或者为自主浮动机器人打开前景。

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