작은 로봇 게는 가장 작은 원격 제어 보행 로봇입니다.
벼룩보다 작은 로봇은 걷고, 구부리고, 비틀고, 회전하고, 점프할 수 있습니다.
날짜:
2022년 5월 25일
원천:
노스웨스턴 대학교
요약:
엔지니어들은 역사상 가장 작은 원격 제어 보행 로봇을 개발했습니다. 이 로봇은 작고 사랑스러운 엿가락 모양의 게입니다. 폭이 0.5밀리미터에 불과한 작은 게는 구부리고, 비틀고, 기어 다니고, 걷고, 회전하고, 심지어 뛸 수 있습니다. 이 시점에서 연구가 탐색적이지만 연구원들은 그들의 기술이 밀접하게 제한된 공간 내에서 실용적인 작업을 수행할 수 있는 초소형 로봇을 실현하는 데 필드를 더 가깝게 만들 수 있다고 믿습니다.
노스웨스턴 대학의 엔지니어들은 지금까지 가장 작은 원격 제어 보행 로봇을 개발했습니다. 이 로봇은 작고 사랑스러운 새끼발가락 모양의 게입니다.
폭이 0.5밀리미터에 불과한 작은 게는 구부리고, 비틀고, 기어 다니고, 걷고, 회전하고, 심지어 뛸 수 있습니다. 연구원들은 또한 자벌레, 귀뚜라미, 딱정벌레를 닮은 밀리미터 크기의 로봇을 개발했습니다. 이 시점에서 연구가 탐색적이지만 연구원들은 그들의 기술이 밀접하게 제한된 공간 내에서 실용적인 작업을 수행할 수 있는 초소형 로봇을 실현하는 데 필드를 더 가깝게 만들 수 있다고 믿습니다.
이 연구는 수요일(5월 25일) 사이언스 로보틱스 저널에 게재될 예정 이다. 지난 9월, 같은 팀은 인간이 만든 비행 구조물 중 가장 작은 날개 달린 마이크로칩을 출시했습니다.
실험 작업을 주도한 존 A. 로저스(John A. Rogers)는 “로봇공학은 흥미로운 연구 분야이며 마이크로스케일 로봇의 개발은 학문적 탐구를 위한 재미있는 주제”라고 말했다. "마이크로 로봇을 산업에서 작은 구조나 기계를 수리하거나 조립하는 에이전트로, 막힌 동맥을 청소하고 내부 출혈을 멈추거나 암 종양을 제거하는 외과 보조원으로 상상할 수 있습니다. 이 모든 것이 최소 침습 절차에서 이루어집니다."
이론 작업을 주도한 황용강은 "우리 기술은 다양한 제어된 동작 방식을 가능하게 하고 초당 평균 속도로 걸을 수 있다"고 덧붙였다. "이는 지상 로봇의 작은 규모에서 달성하기가 매우 어렵습니다."
생체 전자 공학의 선구자인 Rogers는 노스웨스턴의 McCormick 공과 대학과 Feinberg 의과 대학의 재료 과학 및 공학, 생물 의학 공학 및 신경 외과의 Louis Simpson 및 Kimberly Querrey 교수이자 Querrey Simpson 생체 전자 공학 연구소(QSIB) 소장입니다. Huang은 McCormick의 기계 공학 및 토목 및 환경 공학과의 Jan 및 Marcia Achenbach 교수이자 QSIB의 핵심 구성원입니다.
벼룩보다 작은 게는 복잡한 하드웨어, 유압 또는 전기로 구동되지 않습니다. 대신, 그 힘은 신체의 탄력적인 회복력에 있습니다. 로봇을 구성하기 위해 연구원들은 가열되면 "기억된" 모양으로 변형되는 형상 기억 합금 재료를 사용했습니다. 이 경우 연구원들은 스캔된 레이저 빔을 사용하여 로봇의 몸 전체에 걸쳐 다양한 목표 위치에서 로봇을 빠르게 가열했습니다. 유리의 얇은 코팅은 냉각 시 구조의 해당 부분을 변형된 모양으로 탄력적으로 되돌립니다.
로봇이 한 단계에서 다른 단계로 변화함에 따라(기억된 모양으로 변형되었다가 다시 되돌아옴) 운동을 생성합니다. 레이저는 로봇을 원격으로 제어하여 활성화할 뿐만 아니라 레이저 스캐닝 방향도 로봇의 보행 방향을 결정합니다. 예를 들어 왼쪽에서 오른쪽으로 스캔하면 로봇이 오른쪽에서 왼쪽으로 이동합니다.
"이러한 구조는 매우 작기 때문에 냉각 속도가 매우 빠릅니다."라고 Rogers는 설명했습니다. "사실 이 로봇의 크기를 줄이면 더 빨리 달릴 수 있습니다."
그런 작은 동물을 제조하기 위해 Rogers와 Huang은 8년 전에 소개한 기술인 어린이 팝업북에서 영감을 받은 팝업 조립 방법으로 눈을 돌렸습니다.
첫째, 팀은 평평한 평면 형상으로 걷는 게 구조의 전구체를 제작했습니다. 그런 다음, 그들은 이 전구체를 약간 늘어난 고무 기판에 결합했습니다. 늘어진 기질이 이완되면 게가 정확하게 정의된 3차원 형태로 "튀어나오도록" 제어된 좌굴 프로세스가 발생합니다.
이 제조 방법을 통해 Northwestern 팀은 다양한 모양과 크기의 로봇을 개발할 수 있었습니다. 그렇다면 왜 삐키토크 크랩일까요? 이에 대해 Rogers와 Huang의 학생들에게 감사할 수 있습니다.
"이러한 조립 기술과 재료 개념을 통해 우리는 거의 모든 크기 또는 3D 모양의 보행 로봇을 만들 수 있습니다."라고 Rogers는 말했습니다. "하지만 학생들은 작은 게의 옆으로 기어가는 동작에 영감을 받고 재미있어했습니다. 그것은 창의적인 변덕이었습니다."
동영상: https://youtu.be/1IP7jptXjgQ