Nanorobots および Microrobots - 潜在的なアプリケーションはエキサイティング、多くの挑戦アドレス指定されることを残りますです

Brad ネルソンロボット工学および情報処理機能をもったシステムETH Zürich、スイス連邦共和国の協会教授
対応する著者: bnelson@ethz.ch

Nanorobots は空想科学小説の王国に小規模ロボット工学と関連している研究活動がこれらの次元に近づき始めているけれども、残ります。 Nanorobots は nanoscale のまたはナノメーターの解像度の nanoscale の範囲で次元がある目的を処理することができる大きいロボットですロボット。 Nanorobotic の処理は NanoElectroMechanical システムまたは NEMS のための可能になる技術です。 新しい nanoscale の材料および構造との NEMS は多くの新しい nanosensors および nanoactuators を可能にします。

Microrobots はミクロンのスケールで動作する情報処理機能をもった機械です。 ロボット工学および情報処理機能をもったシステムの協会Brad ネルソンおよび彼の同僚教授は最近磁場によって無線で動力を与えられ、制御される漸進的に小型の microrobots の 3 つの別々の種類を示してしまいました1。 これらのミクロンによって大きさで分類されたロボットはアイリス研究者が開発したツールおよびプロセスによって製造され、 assmebled。 これらのシステムの多数は分子構造、セルラシステムおよび複雑な有機体の動作の調査でのような生物的領域内のロボティック調査のために、使用されます。

ミバエの隣の Microrobot

大規模の microrobots のために、 2mm から 500 から µm は、強磁性材料からの研究者の microassemble 三次元装置を絞ります。 これらの microrobots は磁場およびフィールド勾配によって生成されるトルクおよび力に正確に答えます2

500 µm から 200 の µm の範囲では、アイリス研究者は共鳴技術を使用して弱い振動フィールド (1-6mT、 2-5kHz) からの磁気エネルギーを収穫するロボットを microfabricating ためのプロセスを開発しました3

ミクロン次元への小規模で、アイリス研究者はである、自然な細菌の (ABF)鞭毛として同じようなサイズおよび形同じようで低いレイノルズ数の螺旋形の水泳の作戦を使用して泳ぎ人工的な細菌の鞭毛として参照した microrobots を開発しました。 ABF は薄膜の自己スクローリングプロセスから作られ、がまた弱い磁界を (1-6mT)、よりもむしろ振動する回る 1 つを使用します4,5

この 3 つの 「microrobots」の新型はそれらがすべて 6 つの自由度多数と正確に制御することができる小さい装置であることです。 これらの構造が制御されます間隔が比較的大きいので、構造は粒子の装飾の技術と同じようなセルおよび分子のような他のマイクロおよび nanoscale の構造を処理するためのツールとして使用するだけことができませんでしたりまた目標とされた配達のための手段として人体内の位置に深く役立つことができます。 マイクロおよび nanorobots はすべて非球形です。 従って、位置およびオリエンテーションは両方正確に制御されます粒子の装飾の現在の限定を取除きます。

米国のペニーの Microrobot

これらの装置の潜在的なアプリケーションがエキサイティングな間、多くの挑戦はアドレス指定されることを残ります。 これらの装置を functionalize、性能ケイパビリティを改善するために、役割の地表部隊の演劇の基本的な問題は扱われなければなりません; biocompatibility は保障されなければなりません; 生体物質のローディングそして拡散は調査されなければなりません; そして相互作用とのおよびティッシュの処理および高分子は指名すると少数の残りの挑戦考慮されなければなりません。

けれどもするためにたくさんあります。


参照

1. J.J. Abbott、 K.E. Peyer、 M.C. Lagomarsino、 L. チャン、 L.X. 東、 I.K. Kaliakatsos、 B.J. ネルソン、 「どのようにべきです Microrobots の水泳はか」。 ロボット工学の研究、 2009 年 7 月の国際ジャーナル。
2. K.B. Yesin、 K. Vollmers および B.J. ネルソン、 「」、ロボット工学の研究電磁場を使用して流体の環境の untethered biomicrorobots の模倣および制御、 Vol. 25、 PP の国際ジャーナル。 527-536、 2006 年。
3. K. Vollmers、 D.R. Frutiger、 B.E. Kratochvil、 B.J. ネルソン、 「untethered 移動式 microrobots のための無線共鳴磁気 microactuator」、応用物理の文字、 Vol. 92、第 14 2008 年。
4. L. チャン、 J.J. Abbott、 L.X. 東、 B.E. Kratochvil、 D.J. Bell、 D.J. および B.J. ネルソン、 「人工的な細菌の鞭毛: 製造および磁気制御」、応用物理の文字、 Vol. 94、 2009 年 2 月。
5. L. チャン、 J.J. Abbott、 L.X. 東、 K.E. Peyer、 B.E. Kratochvil、 H.X. チャン、 C. Bergeles、 B.J. ネルソン、 「人工的な細菌の鞭毛の水泳の特性を」、 Nano 文字、 Vol. 9、第 10、 2009 年、 PP 10 月特徴付けます。 3663-3667。

、版権 AZoNano.com Brad ネルソン (ロボット工学および情報処理機能をもったシステム、 ETH Zürich の協会) 教授

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

Last Update: 13. June 2013 23:20

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this article?

Leave your feedback
Submit