Se upp för dessa topp 10 mikro

Robotrevolutionen pågår! Mikrobotik, ett framväxande forskningsfält där korsfusion av mikroteknik och robotik äger rum, banar snabbt vägen för utvecklingen av robotar som är mindre än ett människohår. Ja, du läste rätt. Från mikroboter som kan gå, flyga, simma, klättra, krypa och göra olika uppgifter som att leverera droger i våra kroppar, identifiera cancer, förstöra tumörer; flera innovationer har gjorts runt om i världen.

För att lägga till marschen för dessa avancerade uppfinningar har forskare också kommit med mikrorobotar så små som mindre än 1 millimeter. Ingenjörer och programmerare runt om i världen arbetar ständigt för att göra framsteg inom detta område och utveckla mikrorobotar som inte kan ses med blotta ögat. Allt tack vare de senaste framstegen inom elektronik, mekanik nanoteknik och datorer.

Av de mikrorobotar som utvecklas framträder vissa som otroligt användbara verktyg, medan andra designas och utvecklas som kreativa idéer för ytterligare innovation inom mikrorobotik. Här är de tio bästa otroligt kreativa och avancerade mikrorobotarna som utvecklades 2020. Dessa mikrobots är resultatet av suverän teknik och är utvecklade för att lösa många syften; vare sig det gäller militär, hälso- och sjukvård eller teknik. Så utan vidare, låt oss kolla in dem.

1. Laseraktiverad mikroskopisk robot

Forskare från Cornell och University of Pennsylvania byggde mikroskopiska robotar bestående av en enkel krets gjord av kisel solceller, särskilt torso och hjärndel och fyra elektrokemiska manöverdon som fungerar som ben. Dessa laseraktiverade mikrorobotar är ungefär 5 mikron tjocka, 40 mikron breda och 40 till 70 mikron långa. Dessa små robotar styrs av blinkande laserpulser vid olika solceller, vilket hjälper till att ladda en separat uppsättning ben. För att göra det möjligt för roboten att gå, växlas lasern fram och tillbaka mellan de främre och bakre solcellerna.

2. Sea Creature Inspired Aqua Robot

Nyligen utvecklade forskare från Northwestern University en livslik mjuk robot som kan gå med mänsklig hastighet, plocka upp transportlasten till olika platser, klättra uppför kullarna, dansa etc. Liknar en fyrbenta bläckfisk fungerar den här mikroroboten inuti en vattenfylld tank och är idealisk för användning i vattenmiljöer. Denna lilla, centimeter stora vattenrobot efterliknar beteendet hos marint liv och rör sig med en hastighet på ett steg per sekund. Det är nästan 90 viktprocent vatten kräver inte komplex hårdvara, hydraulik eller elektricitet för rörelse istället aktiveras det av ljus och går i riktning mot det yttre roterande magnetfältet. Den vattenfyllda strukturen hos denna mikrorobot och det inbäddade skelettet av inriktade nickelfilament är ferromagnetiska, vilket möjliggör exakt rörelse och smidighet.

3. Bioinspirerad mikrorobot

Med inspiration från vita blodkroppar uppfann ett forskargrupp från Max Planck Institute for Intelligent Systems (MPI-IS) i Stuttgart en liten mikrorobot som liknar en vit blodkropp som reser genom cirkulationssystemet. Denna mikrorobot liknar leukocyter i form, storlek och rörelsefunktioner. Den kulformade läkemedelsleveransroboten tål det simulerade blodflödet. Den spänner över varje cell och erbjuder en idealisk väg för navigering. Diametern på denna mikrokontroller är under 8 mikrometer och är tillverkad av glasmikropartiklar. Den ena sidan är täckt med en tunn nickel- och guldfilm, den andra med läkemedelsmolekyler mot cancer och specifika biomolekyler som kan känna igen cancerceller. Den har beläggningen av cellspecifika antikroppar på ytan och kan frigöra läkemedelsmolekylerna. I laboratoriemiljön,mikrokontrollern kan nå en hastighet på upp till 600 mikrometer per sekund vilket är cirka 76 kroppslängder per sekund.

4. Legoliknande magnetiska mikrobottar

Eunhee Kim och Hongsoo Choi, två ingenjörer från Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology i Sydkorea, och deras kollegor byggde rektangulära robotar som kan fungera som nervcellkontakter och överbrygga luckor mellan två olika grupper av celler. Mätningen är 300 mikrometer lång och 95 mikrometer bred, och de små Lego-liknande magnetiska mikrobotarna kan koppla ihop hjärncellerna (enskilda nervceller) för att skapa ett neuralt nätverk.

5. Miniscule-robotar

Forskare vid ETH Zürich har utvecklat 3D-tryckta mikrorobotar som kan leverera läkemedelsnyttolaster via blodkärl i människokroppen. Dessa mikrorobotar är så små att de kan manövrera genom våra blodkärl och leverera mediciner till vissa punkter i kroppen. Miniscule-robotarna är skapade med en 3D-utskriftsteknik som involverar sammankoppling av flera material på ett komplext sätt. Metaller och polymerer har olika egenskaper, och båda materialen erbjuder vissa fördelar i att bygga mikromaskiner. Två material, dvs. metall och plast, är sammankopplade så nära som länkar i en kedja.

6. Harvard Ambulatory Microbot eller HAMR-JR

Forskare vid Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) och Harvard Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering designade och programmerade en kackerlackainspirerad robot, HAMR - JR. Den här öreformiga roboten mäter 2,25 centimeter i kroppslängd och väger cirka 0,3 gram, och den kan gå cirka 14 kroppslängder per sekund.

7. RoBeetle

RoBeetle är en liten 88 milligram autonom kryprobot med insektsstorlek som drivs av den katalytiska förbränningen av metanol. Utvecklad av forskare vid University of Southern California, kör den här lilla roboten på metanol och använder ett konstgjort muskelsystem för att krypa, klättra och bära laster på ryggen i upp till två timmar. Den 15 millimeter långa RoBeetle använder ett konstgjort muskelsystem baserat på flytande bränsle (metanol) som lagrar cirka 10 gånger mer energi än ett batteri med samma massa.

Denna mikrorobot har fyra ben. Dess bakben är fasta och de främre benen är fästa vid en transmission som är ansluten till en bladfjädersträckt på ett sätt som drar benen bakåt. Robotens kropp fungerar som en bränsletank som är fylld med metanol och utformningen är sådan att roboten kan stå upprätt när den är still. Systemets mekaniska design kan modulera flödet av bränsle med ett rent mekaniskt system.

8. Magnetiska T-knoppar

Forskare vid ACS Applied Materials & Interfaces designade T-Budbots, biokompatibla mikromotorer från tekoppar för att lossa biofilmer, släppa ett antibiotikum för att döda bakterier och rensa bort skräp. De små botarna kan integrera antibiotikum ciprofloxacin på grund av elektrostatisk interaktion på deras yta, vilket ökar deras antibakteriella effekt mot fruktansvärda patogena bakteriesamhällen av Pseudomonas aeruginosa och Staphylococcus aureus. Camellia sinensis te-knoppar är porösa, giftfria, billiga och biologiskt nedbrytbara. Dessutom innehåller te-knopparna polyfenoler, som har antimikrobiella egenskaper.

9. All-Terrain Microrobot

Ingenjörer från Purdue University har utvecklat en terrängmikrobot så liten som några hårstrån. Denna mikrorobot kan färdas genom ett kolon genom att göra backflips och transportera droger hos människor med kolon och andra organ som har tuff terräng. Terrängroboten är för liten för att kunna bära ett batteri; därför drivs den och styrs trådlöst från utsidan av ett magnetfält.

10. RoboFly

Sist men inte minst, här är en som heter RoboFly. Forskare vid University of Washington har skapat den här 74 mg mikroroboten som kan röra sig i luften, på marken och på vattenytor. Denna nya robot byggdes med ett mindre antal komponenter jämfört med andra utvecklade robotar av insektsstorlek. Detta hjälpte till att förenkla tillverkningsprocessen. Robotens design är sådan att chassit bara har ett enda vikt laminatark.

RoboFly använder sina två flaxande vingar som drivs av piezoelektriska ställdon för att flyga och sväva som vissa insekter gör. Den kan röra sig och styra på marken genom att använda de klaffande vingarna. Eftersom roboten är lätt, kan den landa på vattenytor om den modifieras med en uppsättning av tre fotliknande bilagor. Vid landning kan roboten röra sig och styra på vatten med samma princip som används för att röra sig på marken.

Har inte dessa små robotar lämnat dig förvånad? Vår lista över mikrorobotar kanske inte är fullständig eftersom det verkligen finns fler innovationer som äger rum medan vi noterar dessa mikrorobotar, eller så kanske vi har missat några av dem, men listan ger dig en ganska bra uppfattning om var innovationerna inom mikrorobotik står idag och i vilken riktning det går.