science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Microrobots die meerdere soorten zwermvormen kunnen vormen

Een team van onderzoekers van het Harbin Institute of Technology in China en de Michigan State University in de VS heeft een manier ontwikkeld om zwermende microrobots te besturen die zich in meerdere soorten vormen kunnen vormen. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschap Robotica , de groep beschrijft hun kleine robots, wat ze kunnen doen, en mogelijke toepassingen ervan.

In de afgelopen decennia is wetenschappers en ingenieurs hebben gewerkt aan de ontwikkeling van robots die zo klein zijn dat ze in een levend lichaam kunnen zwemmen. Men gelooft dat op een dag, dergelijke robots zullen medicijnen kunnen afleveren aan doelen in het lichaam, of misschien in het lichaam blijven, werken in combinatie met het immuunsysteem om ziekten te voorkomen. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben nog een stap in die richting gezet door een manier te ontwikkelen om een ​​zwerm kleine robots te besturen die ze in meerdere soorten vormen configureert.

De onderzoekers merken op dat tot nu toe, ingenieurs hebben kleine robots ontwikkeld die in zwermen vormen en werken, maar alleen in een enkele vorm, waardoor hun bruikbaarheid wordt beperkt. De onderzoekers die in China werken, melden dat hun kleine robots in staat waren om vier verschillende zwermvormen te vormen:vloeibaar, lintje, ketting en draaikolk. En elk van hen zou op aanvraag kunnen worden gevormd.

De robots in de experimenten waren eigenlijk slechts enkele hematietkorrels - ze werden in een vloeistof gesuspendeerd en gemanipuleerd met behulp van gespecialiseerde magneten. Door de frequentie en richting van het magnetische veld te regelen, de onderzoekers waren in staat om elke robot te laten draaien, rollen, oscilleren en tuimelen onafhankelijk. Toen het magnetische veld voor een hele groep robots werd gecontroleerd, het resultaat was een beheersbare zwerm.

De vier verschillende zelfgeorganiseerde microrobotformaties:vloeistof (een gelijkmatig verdeeld patroon van robots), kettingen (robots verbonden in lange en parallelle rijen), lint (korter, parallelle rijen robots) en vortex (cirkelvormige menigten robots). Krediet:Xie et al., Wetenschap. Robot. 4, eaav8006 (2019)

De onderzoekers wijzen erop dat om van het ene lichaamsdeel naar het andere te komen, een zwerm zou zichzelf in verschillende configuraties moeten kunnen vormen. Bewegen door een orgaan zoals de maag, bijvoorbeeld, kan een zwerm nodig hebben om gewoon als een massa te bewegen. Door een kanaal bewegen, anderzijds, zou vormen als een ketting nodig hebben, slang of worm. En voor het verplaatsen van lading in het lichaam zou een zwerm nodig zijn om samen te komen in een vorm zoals een vortex voor een collectief ruim.

Video die vloeistof tot vortex laat zien, lint naar vortex en keten naar vortex transformaties. Toont ook directionele besturing van vortexformaties. Krediet:Xie et al., Wetenschap. Robot. 4, eaav8006 (2019)
Video van twee microrobot-vortexen die samensmelten. Krediet:Xie et al., Wetenschap. Robot. 4, eaav8006 (2019)
Video die het genereren van een gigantische vortex laat zien. Krediet:Xie et al., Wetenschap. Robot. 4, eaav8006 (2019)
Video met precisie van gecontroleerde beweging van lint, vortex en kettingformaties. Krediet:Xie et al., Wetenschap. Robot. 4, eaav8006 (2019)
Video waarin het vermogen van vortex wordt getest, lint en ketting microrobot zwermen om door een smal kanaal te gaan. Krediet:Xie et al., Wetenschap. Robot. 4, eaav8006 (2019)

© 2019 Wetenschap X Netwerk