Casa > Exposició > Contingut

Consideracions sobre el disseny de microbots

Mar 11, 2019

Mentre que el prefix "micro" s’ha utilitzat subjectivament per significar petites, l’estandardització d’escales de longitud evita la confusió. Per tant, un nanorobot tindria unes dimensions característiques inferiors o igual a 1 micròmetre, o manipularà components del rang de mida d’1 a 1000 nm. Un microrobot tindria unes dimensions característiques inferiors a 1 mil·límetre, un millirobot tindria unes dimensions inferiors a un cm, un minirobot tindria unes dimensions inferiors a 10 cm (4 polzades) i un robot petit tindria dimensions inferiors a 100 cm (39 in) .


A causa de la seva petita grandària, els microbots són potencialment molt barats i es podrien utilitzar en gran nombre (robòtica de eixams) per explorar ambients massa petits o massa perillosos per a persones o robots més grans. S'espera que els microbots siguin útils en aplicacions com ara la recerca de supervivents en edificis col·lapsats després d'un terratrèmol o rastreig pel tracte digestiu. El que els microbots no tenen en la potència ni en la potència computacional, poden compensar mitjançant l'ús de grans nombres, com en els eixams de microbots.


La forma en què es mouen els microrobots és una funció del propòsit i de la mida necessària. A les mides submicromàtiques, el món físic exigeix maneres bastant estranyes de moure's. El nombre de Reynolds per a robots aerotransportats és proper a la unitat; les forces viscoses dominen les forces inercials, de manera que "volar" podria utilitzar la viscositat de l’aire, en lloc del principi d’elevació de Bernoulli. Els robots que es mouen a través de fluids poden requerir flagels rotatius com la forma mòbil d'E. Coli. El salt és sigilós i eficient en energia; permet al robot negociar les superfícies d'una varietat de terrenys. Els càlculs pioners (Solem 1994) van examinar possibles comportaments basats en realitats físiques.


Un dels principals reptes en el desenvolupament d’un microrobot és aconseguir un moviment amb una font d’alimentació molt limitada. Els microrobots poden utilitzar una petita font de bateria lleugera com una cèl·lula moneta o poden treure energia de l'entorn circumdant en forma de vibració o energia de llum. Els microrrobots també utilitzen ara motors biològics com a fonts de potència, com ara Serratia marcescens flagel·lats, per treure la potència química del fluid que l'envolta per activar el dispositiu robòtic. Aquests biorobots poden ser controlats directament per estímuls com la quimiotaxi o galvanotaxis amb diversos esquemes de control disponibles. Una alternativa popular a la bateria a bord és alimentar els robots utilitzant una potència induïda externament. Els exemples inclouen l’ús de camps electromagnètics, ultrasons i llum per activar i controlar els micro robots.