Nanorobots und Microrobots - Mögliche Anwendungen sind, Viele Herausforderungen Bleiben Adressiert Zu Werden Aufregend

Professor Brad Nelson, Institut der Robotik und der Intelligenten Anlagen, ETH Zürich, die Schweiz
Entsprechender Autor: bnelson@ethz.ch

Nanorobots bleiben im Reich von Zukunftsromanen, obwohl die Forschungsaufwände, die auf kleinräumiger Robotik in Verbindung gestanden werden, anfangen, sich diesen Abmessungen zu nähern. Nanorobots sind Roboter, die nanoscale an Größe sind oder die großen Roboter, die zur Manipulierung von Nachrichten fähig sind, die Abmessungen in der nanoscale Reichweite mit nmauflösung haben. Nanorobotic-Manipulation ist eine aktivierende Technologie für NanoElectroMechanical-Anlagen oder NEMS. NEMS mit neuen nanoscale Materialien und Zellen aktiviert viele neuen nanosensors und nanoactuators.

Microrobots sind intelligente Maschinen, die an den Mikronschuppen funktionieren. Professor Brad Nelson und seine Kollegen am Institut der Robotik und der Intelligenten Anlagen haben vor kurzem drei eindeutige Baumuster microrobots von nach und nach kleineren demonstriert, die drahtlos durch Magnetfelder angeschaltet und gesteuert werden1. Diese Mikron sortierten Roboter wurden durch die Hilfsmittel und Prozesse fabriziert und assmebled, die von den IRIS-Forschern entwickelt wurden. Viele dieser Anlagen werden für Robotererforschung innerhalb der biologischen Gebiete, wie in der Untersuchung von Molekülstrukturen, von Zellensystemen und von komplexem Organismusverhalten verwendet.

Microrobot neben eine Fruchtfliege

Für größere Schuppe microrobots von IRIS µm 2mm bis 500, microassemble dreidimensionale Einheiten der Forscher vom ferromagnetischen Material. Diese microrobots reagieren genau auf die Anziehdrehmomente und Kräfte, die durch Magnetfelder und Feldgradienten erzeugt werden2.

Im µm 500 bis 200 µm Reichweite haben IRIS-Forscher einen Prozess für das Microfabricating Roboter entwickelt, die magnetische Energie von den schwachen oszillierenden Bereichen (1-6mT, 2-5kHz) unter Verwendung eines Resonanzverfahrens ernten3.

Sogar an den Klein unten zu den Mikronabmessungen, haben IRIS-Forscher microrobots entwickelt, die sie als Künstliche Bakterielle Flagella ansprachen, (ABF) die von einer ähnlichen Größe und von einer Form als natürliche bakterielle Flagella sind und die unter Verwendung einer schraubenartigen Schwimmenstrategie ähnlicher niedriger Reynolds-Zahl schwimmen. ABF werden von einem Dünnschicht-selbstverschieben der Bildschirmanzeige Prozess gemacht und auch ein schwaches Magnetfeld (1-6mT), aber eins, das eher als rotiert, oszilliert verwenden4,5.

Die Neuheit dieser drei „microrobots“ ist, dass sie alle kleine Einheiten sind, die mit bis zu sechs Freiheitsgrade genau gesteuert werden können. Weil der Abstand, von dem diese Zellen esteuert sein können, verhältnismäßig groß ist, können die Zellen als Hilfsmittel für die Manipulierung anderer Mikro- und nanoscalezellen wie Zellen und Moleküle nicht nur verwendet werden, ähnlich Partikelabfangentechniken, aber können als Fahrzeuge für gerichtete Lieferung zu den Einbauorten innerhalb des menschlichen Körpers auch tief dienen. Das Mikro und die nanorobots sind alle nicht-kugelförmig. Deshalb können ihre Stellung und Orientierung genau esteuert sein und eine Strombegrenzung des Partikelabfangens löschen.

Microrobot auf einem US-Penny

Während die möglichen Anwendungen dieser Einheiten aufregend sind, bleiben viele Herausforderungen angesprochen zu werden. Um diese Einheiten functionalize und ihre Leistungsfähigkeiten zu verbessern, müssen grundlegende Punkte im Rollenoberflächenkraftspiel angesprochen werden; biocompatibility muss sichergestellt werden; Laden und Diffusion von Biomolekülen müssen nachgeforscht werden; und Interaktionen mit und Manipulation des Gewebes und Makromoleküle müssen betrachtet werden, um zu benennen aber einige der restlichen Herausforderungen.

Es gibt viel dennoch zu tun.


Bezüge

1. J.J. Abbott, K.E. Peyer, M.C. Lagomarsino, L. Zhang, L.X. Dong, I.K. Kaliakatsos, B.J. Nelson, „Wie Sollte Microrobots-Schwimmen?“ Internationale Zeitschrift der Robotik-Forschung, Im Juli 2009.
2. K.B. Yesin, K. Vollmers und B.J. Nelson, „Formung und Regelung von untethered biomicrorobots in einer flüssigen Umgebung unter Verwendung der elektromagnetischen Bereiche,“ Internationale Zeitschrift der Robotik-Forschung, Vol. 25, S. 527-536, 2006.
3. K. Vollmers, D.R. Frutiger, B.E. Kratochvil, B.J. Nelson, „Drahtloses magnetisches Resonanzmicroactuator für untethered bewegliche microrobots“, Angewandte Physik-Schreiben, Vol. 92, Nr. 14, 2008.
4. L. Zhang, J.J. Abbott, L.X. Dong, B.E. Kratochvil, D.J. Bell, D.J. und B.J. Nelson, „Künstliche bakterielle Flagella: Fälschung und magnetische Regelung,“ Angewandte Physik-Schreiben, Vol. 94, Im Februar 2009.
5. L. Zhang, J.J. Abbott, L.X. Dong, K.E. Peyer, B.E. Kratochvil, H.X. Zhang, C. Bergeles, B.J. Nelson, „die Schwimmen-Eigenschaften von Künstlichen Bakteriellen Flagella Kennzeichnend“, Nano-Schreiben, Vol. 9, Nr. 10 Im Oktober 2009 S. 3663-3667.

Copyright AZoNano.com, Professor Brad Nelson (Institut der Robotik und der Intelligenten Anlagen, ETH Zürich)

Date Added: Dec 13, 2009 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 23:13

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