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2017-07-29

裝電池影響微型機(jī)器人的靈活度选调,哈佛大學(xué)研究員想出了「無(wú)線充電」這個(gè)方法

說(shuō)不定在不久的將來(lái),這個(gè)小東西就是你的「手術(shù)醫(yī)生」哦霎俩。

日本傳統(tǒng)折紙技藝將普通紙張通過(guò)翻折等手法形成各式各樣的立體形狀哀军,受到這一原理啟發(fā)的折疊機(jī)器人已成為目前機(jī)器人設(shè)計(jì)的一個(gè)前沿方向。不過(guò)打却,在薄如紙張的機(jī)器人軀殼上搭載稍沉重些的電池和電線元器件杉适,難免會(huì)限制機(jī)器人的靈活度。

哈佛大學(xué)威斯(Wyss)康星生物啟發(fā)工程研究所與該大學(xué)的工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院研究人員共同研發(fā)了一款不帶電池的折疊機(jī)器人柳击,它主要通過(guò)外部的無(wú)線電磁場(chǎng)來(lái)獲得動(dòng)力猿推。

該折疊機(jī)器人外形輕薄,電路已經(jīng)埋伏在由記憶合金(SMA)金屬制成的線圈中捌肴。這些附著在機(jī)器人身軀上的 SMA 起到了控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的作用蹬叭。就像人的肌肉一樣毯侦,折疊機(jī)器人能夠收縮和放松。當(dāng)電流通過(guò)電路給線圈加熱時(shí)具垫,它們會(huì)受熱而發(fā)生伸縮侈离,當(dāng)電流中斷時(shí)候,SMA 線圈則被鉸鏈拉伸回來(lái)筝蚕。

至于供電部分卦碾,則是利用外置的無(wú)線充電線圈產(chǎn)生的磁共振效應(yīng)為機(jī)器人產(chǎn)生電流,這一無(wú)線充電的技術(shù)同樣能用在手機(jī)以及其他小型電子設(shè)備的充電中起宽。

為了精準(zhǔn)的控制機(jī)器人收縮運(yùn)動(dòng)洲胖,該研究團(tuán)隊(duì)在每個(gè)線圈單元中均設(shè)置了一個(gè)諧振器,經(jīng)過(guò)調(diào)制后坯沪,這些諧振器只會(huì)對(duì)特定電磁頻率產(chǎn)生反應(yīng)绿映。通過(guò)改變外部線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)頻率,他們能夠獨(dú)立控制每個(gè)線圈的收縮腐晾,使得機(jī)器人能夠進(jìn)行不同幅度的運(yùn)動(dòng)叉弦。

該項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人、Wyss 研究所和 SEAS 的博士后研究員 Mustafa Boyvat 進(jìn)一步表示藻糖,該機(jī)器人不僅能夠重復(fù)做伸縮運(yùn)動(dòng)淹冰,還能通過(guò)人為控制而實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的動(dòng)作。為展示這一效果巨柒,該團(tuán)隊(duì)采用同樣的材質(zhì)制作了一個(gè)小型的機(jī)械手臂樱拴,通過(guò)電路的激活,該小型機(jī)械手臂能夠左右彎曲并夾取棉花等微小物品洋满。

如何將電池放置在一個(gè)小型機(jī)器人身上晶乔,這是所有做相關(guān)研究的團(tuán)隊(duì)都要面臨的一大難題。該團(tuán)隊(duì)利用創(chuàng)新性的方法——脫離式的供電方式牺勾,使得機(jī)器人本身并不需要攜帶電池正罢。

「現(xiàn)今的大部分醫(yī)療設(shè)備因電池而尺寸受到限制,而這些遠(yuǎn)程供電的折疊機(jī)器人則可以突破這一障礙禽最,將有可能在微創(chuàng)手術(shù)等方面提供很大幫助腺怯,例如取代手術(shù)上讓患者難受的內(nèi)窺鏡,在被患者服下后川无,這個(gè)可移動(dòng)的微型機(jī)器人可執(zhí)行觀察等簡(jiǎn)單任務(wù)÷枪裕」哈佛醫(yī)學(xué)院血管生物學(xué)教授唐納德·英伯格(Donald Ingber)這樣說(shuō)道懦趋。

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