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[干货].未来有可能开发出蚂蚁般大小的蚁人机器人吗

时间:2023-01-14 来源网站:盐城化工机械网

微型机器人中的每个组件都是需要细细雕琢。该如何运用工程手段复刻出蚁人机器人呢?这可是个超高难度的挑战,但正也是开发微形机器人的乐趣所在。

观赏机器人科幻电影时,最吸引众人目光的应该还是像《变形金刚》中类似柯博文与密卡登这种身躯高大、外型酷炫的机器人吧!但可别忽略了片中偶而会出现的一些超小型变形金刚,它们虽不起眼,却能对剧情的发展起关键作用,像是在第二集《复仇之战》出现的苍蝇型超级微型机器人,凭它无孔不入、四处渗透的本事,屡屡侦测到有利于狂派的军情,除了让人气得牙痒痒的之外,是情搜界的绝佳典范。

从工程角度来看,就像大卡车之于小客车,大型机器人建造难度明显提升,但个头娇小的微型机器人就比较容易制作吗?事实上,当尺寸降到某个程度之后,技术上挑战就会一一浮现,就像半导体制程一样,从次微米迈入纳米,一路走来充满艰辛!然而,制造一部微型机器人可不只需要芯片而已,还需要机构本体、马达与传感器等组件,所谓「麻雀虽小,五脏俱全。」机器人的标准配备一样都不能少,这可不容易!

目前微型机器人的进展如何呢?

根据近期媒体报导,美国华盛顿大学的研究团队已经研发出微型飞行机器人robofly,它的重量只有一根牙签重,利用雷射照射头部的太阳能板提供电力,因此可无线飞行,免去携带电池,但也因为必须维持雷射光照射,无法飞太远,只能短暂飞行。即使如此,robofly已经开启许多可能,相信在动力来源改善后,在飞行范围与续航力上势必能提升。

美国一线大学,如哈佛大学、麻省理工学院与加州大学等,持续都有类robofly的研究,原因就在于它极高的应用价值,除了前面所提到可用于侦搜博派变形金刚的踪迹外,也可用来协助灾区搜救、环境监测与植物授粉等。

要开发这么小尺寸的机器人难度当然很高,整体机构以及控制模块都必须大幅微小化,这不是传统机电系统的制造方式可以办到,而是要建构出所谓的微机电系统(micro-electro-mechanical systems,mems)。话说mems中的组件大小,一般介于1到100微米 (也就是0.001到0.1公厘),这是肉眼难以分辨的程度,是不是回头打造高达还比较实际些?

随半导体的进展,有机会开发出纳米等级的奈机电系统吗?

话虽如此,微型机器人仍持续往更小尺寸迈进,随着半导体制程技术的进展,有朝一日真有机会开发出纳米(0.001微米)等级的奈机电系统(nano-electro-mechanical system)吗?

根据报导,美国加州大学早先已成功开发出约20微米长、人类头发宽度,足以进入老鼠体内的管状机器人nanobot。它身形极其细小,但仍具有类似微马达的运动机制,足以在动物体内移动,并且可与生物组织兼容,不至于危害生命本身。当它进入老鼠胃后,便开始溶解,管内的药物也随之渗透到胃中。拜它可在生物体内自行移动的特性所赐,相对于一般药物经由被动方式吸收,它更能精准直指关键部位,疗效自然大增,也顺势开启了新的医学治疗途径。

综观近几年的科幻大片,屡屡都是具有诸般神力漫威英雄的天下,但其中竟也包括了一位由保罗.路德所饰演的「蚁人」,蚁人当然就是蚂蚁般大小,他个头虽小,威力仍是漫威等级,也能指挥蚂蚁大军,而且还有黄蜂女当女朋友,绝对称得上是微型机器人的最佳榜样。

当然蚁人的「机构」本身就是由人体缩小而来,无须费心打造,而微型机器人中的每个组件都是需要细细雕琢。该如何运用工程手段复刻出蚁人机器人呢?这可是个超高难度的挑战,但正也是开发微形机器人的乐趣所在。

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