靠磁場驅動的微型機器人軍隊, 構建複雜結構之餘還能捕捉酵母細胞

2020-12-04 雷鋒網

機器人的研發領域變得越來越多樣化,體態各異、功能不同的機器人不斷從實驗室中誕生。比如:六條腿的爬行機器人、能自如行走的步行機器人,甚至還有一些研發靈感來自於地球上最小生物的機器人。

近日,位於矽谷的SRI國際研究所裡的科學家也研發了最令人印象深刻的微型機器人軍隊:MicroFactory。這是一個製造機器人的蟻群,利用數個半毫米的小機器人構建出令人驚嘆的機器結構。據雷鋒網了解,有專家預測,在不久後的將來,3D印表機能夠讓成群的機器人協同構造更強大、更複雜的結構。

依靠磁場驅動,微型機器人軍隊可構建複雜的結構

MicroFactory的設置非常簡單。它運行的基礎是產生磁場的電路板。每個小機器人本身就是一塊塊磁鐵,軟體程序通過操縱小機器人的磁場來驅動它。每個機器人配備了末端執行器,它會隨著機器人分配的工作不同而有所變化。

當你想搭建一個格子狀的物體架構,現有的材料包括:能夠豎立放置高強度的碳棒機器人、能水平固定的機器人以及可以用膠水粘塗的機器人,機器人在協同工作的時候,它們可以建立一個複雜的結構。一些機器人塗滿沉積膠,而另一些則固定粘在杆子上,不斷從格子滑動到材料儲藏處,通過這種方法得到材料的補給。

據雷鋒網了解,還有另一個方法值得我們關注,人們可以使用3D印表機構建複雜的結構,這樣就不必把磁場弄得混亂。但是MicroFactory的優點在於其材料的多樣性。杆子和膠水只是一個開端:機器人還可以使用電阻器和LED組件來構建更複雜的嵌入式電子產品項目。

然而,我們可以設想未來某一天,微型機器人能夠與3D印表機一起工作。比如:機器人可以建立一個堅固的骨架,印表機則能夠放下裝飾物。 SRI首席工程師Annjoe Wong-Foy 表示,「微型機器人可以結合3D列印來使用,或者甚至有可能取代它,因為微型機器人使用的材料更加廣泛多樣。」

捕捉單一酵母細胞的微型機器人

在探索微型機器人的前沿領域,遠遠不止SRI。雷鋒網獲悉,就在今年8月,有研究人員發表了一項研究,展示了他們如何利用微小的塑料立方體來捕捉單一的酵母細胞。

在水裡,他們通過將單個的立方體固定在角落裡,將它們排列成弦。每個立方體的一邊都塗上鈷,從而令它們具有磁性。

這些研究人員還利用磁場來操縱他們的微型機器人。北卡羅萊納州立大學的生化工程師Orlin Velev表示,「你可以把它想像成一種微型鑷子,我們可以用可控的速度或控制的力量來打開或關閉它。」

當然還是原始的微型鑷子。但通過捕捉酵母細胞,微機器人暗示了它們的潛力。也許有一天,微型機器人將會自動地在人體內搜尋惡意細胞,並將它們包圍住並中和它們。為此,微型機器人需要更聰明、更敏感地對環境做出快速反應。目前,它們比較偏向是微型遙控汽車。但是經過更長時間的研究和探索,微型機器人將會從簡單的磁鐵變成真正的精密機器。

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