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电子“大脑”使智能微型机器人能够行走

电子大脑使智能微型机器人能够行走

图片:康奈尔大学

  康奈尔大学的一组研究人员已在尺寸仅为 100 至 250 微米的太阳能机器人上安装了电子“大脑”,使它们能够在不受外部控制的情况下自主行走。

  题为“具有机载数字控制的微型机器人”的新研究论文发表在《科学机器人》上。

  研究小组已经开发出具有爬行、游泳、折叠等能力的微型机器。然而,电线总是用于产生运动并提供电流,或者激光豆必须聚焦在机器人的特定位置。

  Itai Cohen 是物理学教授。

  “以前,我们实际上必须操纵这些'弦'才能从机器人那里获得任何类型的响应,”科恩教授说。“但现在我们有这些大脑在船上,这就像从木偶上取下弦一样。就像皮诺曹获得意识一样。”

  新的发展可以帮助引入新一代的显微设备,这些设备可以做诸如追踪细菌、识别化学物质、对抗污染物等等。

  该团队包括来自 Cohen 实验室的研究人员,电气和计算机工程副教授 Alyosha Maoinar;和物理科学教授 Paul McEuen。该论文的主要作者是博士后研究员迈克尔雷诺兹。

  什么是电子“大脑”

  该团队正在谈论的电子“大脑”是一个互补金属氧化物半导体 (CMOS) 时钟电路,它由一千个晶体管和一组二极管、电阻器和电容器组成。借助集成的 CMOS 电路,可以生成信号以产生一系列相移的方波频率,从而设置机器人的步态。机器人的腿是铂基致动器,电路和腿都由光伏供电。

  “最终,传达命令的能力将使我们能够向机器人发出指令,而内部大脑将弄清楚如何执行它们,”科恩说。“然后我们正在与机器人进行对话。机器人可能会告诉我们一些关于它的环境的信息,然后我们可能会告诉它,‘好吧,去那里看看发生了什么。’”

  具有板载 CMOS 电子器件的宏观机器人比这个新开发的机器人大约 10,000 倍,它的行走速度也可以超过每秒 10 微米。

  该团队开发的创新制造工艺催生了一个平台,该平台可以帮助其他研究人员为微型机器人配备自己的应用程序,其中可能包括化学探测器或光伏“眼睛”,帮助机器人通过感应光线变化进行导航。

  “这让你想象的是真正复杂、功能强大的微型机器人,它们具有高度的可编程性,不仅集成了执行器,还集成了传感器,”雷诺兹说。“我们对医学中的应用感到兴奋——它可以在组织中移动并识别好细胞并杀死坏细胞——以及在环境修复中的应用,如果你有一个知道如何分解污染物或感知危险化学物质的机器人,那么生命并摆脱它。”

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