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智能微型机器人用电子“大脑”自主行走

2022-09-23 科技日报 张佳欣
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  (A)蚂蚁旁边的微型机器人。(B)机器人的放大视图。(C)机器人的一条腿 ,由刚性面板、活动铰链组成。(D)带有标记的主要电路块的电路的CAD布局图像。(E)微型机器人控制电路的光学显微镜图像。图片来源:《科学·机器人》

  据发表在21日的《科学·机器人》杂志的论文,美国康奈尔大学的研究人员在100到250微米大小的太阳能机器人上安装了比蚂蚁头还小的电子“大脑”,这样它们就可以在不受外部控制的情况下自主行走。

  这项创新为新一代微型设备奠定了基础,这些设备可以跟踪细菌、嗅出化学物质、摧毁污染物、进行显微手术并清除动脉中的斑块。

  这种新型机器人的“大脑”是一个互补金属氧化物半导体(CMOS)时钟电路,它包含1000个晶体管,外加二极管、电阻器和电容器阵列。集成CMOS电路产生一个信号,该信号产生一系列相移的方波频率,进而设定机器人的步态。机器人腿是铂基制动器,电路和支腿都由光伏供电。

  新型机器人的大小仅为搭载在机载CMOS电子设备上的大型机器人的万分之一,并且可以每秒10微米以上的速度行走。

  研究人员之前已经开发出了可以爬行、游泳、行走和折叠自己的微型机器人,但总是有连接在一起的“线”。为了产生运动,这根电线被用来提供电流,或者必须让激光光束直接聚焦到机器人身上的特定位置。

  “以前,我们必须操纵这些‘线’,才能从机器人那里得到任何形式的反应。”康奈尔大学物理学教授伊泰·科恩说,“现在我们有了这些大脑,仿佛从提线木偶上解开了绳子,就像匹诺曹有了意识一样。”

打印 责任编辑:侯茜

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