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智能微型機器人用電子“大腦”自主行走

發(fā)布時(shí)間 :2022-09-24 瀏覽次數 : 2959

(A)螞蟻旁邊的微型機器人。(B)機器人的放大視圖。(C)機器人的一條腿 ,由剛性面板、活動(dòng)鉸鏈組成。(D)帶有標記的主要電路塊的電路的CAD布局圖像。(E)微型機器人控制電路的光學(xué)顯微鏡圖像。

圖片來(lái)源:《科學(xué)·機器人》

據發(fā)表在21日的《科學(xué)·機器人》雜志的論文,美國康奈爾大學(xué)的研究人員在100到250微米大小的太陽(yáng)能機器人上安裝了比螞蟻頭還小的電子“大腦”,這樣它們就可以在不受外部控制的情況下自主行走。

這項創(chuàng )新為新一代微型設備奠定了基礎,這些設備可以跟蹤細菌、嗅出化學(xué)物質(zhì)、摧毀污染物、進(jìn)行顯微手術(shù)并清除動(dòng)脈中的斑塊。

這種新型機器人的“大腦”是一個(gè)互補金屬氧化物半導體(CMOS)時(shí)鐘電路,它包含1000個(gè)晶體管,外加二極管、電阻器和電容器陣列。集成CMOS電路產(chǎn)生一個(gè)信號,該信號產(chǎn)生一系列相移的方波頻率,進(jìn)而設定機器人的步態(tài)。機器人腿是鉑基制動(dòng)器,電路和支腿都由光伏供電。

新型機器人的大小僅為搭載在機載CMOS電子設備上的大型機器人的萬(wàn)分之一,并且可以每秒10微米以上的速度行走。

研究人員之前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了可以爬行、游泳、行走和折疊自己的微型機器人,但總是有連接在一起的“線(xiàn)”。為了產(chǎn)生運動(dòng),這根電線(xiàn)被用來(lái)提供電流,或者必須讓激光光束直接聚焦到機器人身上的特定位置。

“以前,我們必須操縱這些‘線(xiàn)’,才能從機器人那里得到任何形式的反應?!笨的螤柎髮W(xué)物理學(xué)教授伊泰·科恩說(shuō),“現在我們有了這些大腦,仿佛從提線(xiàn)木偶上解開(kāi)了繩子,就像匹諾曹有了意識一樣?!?

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