Nanorobots와 Microrobots - 잠재적인 응용은 활발합니다, 많은 도전 연설되는 것을 남아 있습니다

Brad 넬슨로봇 공학과 지적인 시스템, ETH Zürich, 스위스의 학회 교수
대응 저자: bnelson@ethz.ch

Nanorobots는 과학 소설의 영역에서 소규모 로봇 공학과 관련있는 연구 노력이 이 차원에 접근하더라도 것을 시작되더라도, 남아 있습니다. Nanorobots는 크기로 nanoscale인 로봇 또는 나노미터 해결책을 가진 nanoscale 범위에 있는 차원이 있는 객체 조작 가능한 큰 로봇입니다. Nanorobotic 조작은 NanoElectroMechanical 시스템 NEMS를 위한 가능하게 하는 기술입니다. 비발한 nanoscale 물자 및 구조물을 가진 NEMS는 많은 새로운 nanosensors 및 nanoactuators를 가능하게 할 것입니다.

Microrobots는 미크론 가늠자에 작동하는 지적인 기계입니다. 로봇 공학과 지적인 시스템의 학회Brad 넬슨과 그의 동료 교수는 최근에 자기장에 의해 무선으로 강화되고 통제되는 진보적으로 소형의 microrobots의 3가지의 명백한 모형을 설명했습니다1. 이 미크론에 의하여 치수가 재진 로봇은 꽃창포 연구원이 개발한 공구와 프로세스에 의해 날조되고 assmebled. 이 시스템의 많은 것은 분자 구조 셀룰라 시스템 및 복잡한 유기체 행동의 수사에서와 같은 생물학 도메인 내의 로봇식 탐험을 위해 이용됩니다.

과실 해충의 옆에 Microrobot

대규모 microrobots를 위해, 2mm에서 500까지 µm는, 강자 성체에서 연구원 microassemble 3차원 장치를 아이리스인으로 합니다. 이 microrobots는 자기장과 마당 기울기에 의해 생성된 토크와 군대에 정확하게 반응합니다2.

500 µm에서 200의 µm 범위에서는, 꽃창포 연구원은 공명 기술을 사용하여 약한 전류를 고주파로 변환시키는 필드 (1-6mT, 2-5kHz)에서 자석 에너지를 가을걷이하는 로봇을 microfabricating를 위한 프로세스를 개발했습니다3.

미크론 차원에 소규모 조차에, 아래로, 꽃창포 연구원은 인, 자연적인 세균성 (ABF) 편모로 유사한 규모 및 모양의 유사한 낮은 레이놀즈 번호 나선형 수영 전략을 사용하여 수영하고 인공적인 세균성 편모로 참조한 microrobots를 개발했습니다. ABF는 박막 각자 두루말기 프로세스에게서 만들어지고 또한 약한 자기장을 (1-6mT), 그러나 보다는 오히려 전류를 고주파로 변환시키는 자전하는 것을 사용합니다4,5.

이 3개의 "microrobots"의 참신은 그(것)들이 전부 6개 자유도 정도로 정확하게 통제될 수 있는 작은 장치이다 입니다. 이 구조물이 통제될 수 있는 거리가 상대적으로 크기 때문에, 구조물은 입자 덫치기 기술과 유사한 세포와 분자와 같은 그밖 마이크로 컴퓨터와 nanoscale 구조물 조작을 위한 공구로 뿐만 아니라 이용될 수 있고, 그러나 또한 표적으로 한 납품 위한 차량 역할을 하 인체 내의 위치에 깊은 곳에서 할 수 있습니다. 마이크로 컴퓨터 및 nanorobots는 전부 비 둥글. 그러므로, 그들의 위치 및 오리엔테이션은 둘 다 정확하게 통제될 수 있어, 입자 덫치기의 현재 제한을 제거하.

미국 페니에 Microrobot

이 장치의 잠재적인 응용이 활발한 동안, 많은 도전은 제시되는 것을 남아 있습니다. 이 장치를 functionalize 그들의 성능을 향상하기 위하여, 역할 해상부대 실행에 있는 기본 문제점은 해결되어야 합니다; biocompatibility는 지켜져야 합니다; 유생분자의 선적 그리고 유포는 조사되어야 합니다; 그리고 상호 작용 의 및 조직의 조작 및 고분자는 지명하기 위하여, 그러나 남아 있는 도전의 약간 여겨져야 합니다.

그러나 하기 위하여 많게 있습니다.


참고

1. J.J. Abbott, K.E. Peyer, M.C. Lagomarsino, L. 장, L.X. Dong, I.K. Kaliakatsos, B.J. 넬슨, "어떻게 일 것입니다 Microrobots 수영은?" 로봇 공학 연구, 2009년 7월의 국제 저널.
2. K.B. Yesin, K. Vollmers와 B.J. 넬슨, "," 로봇 공학 연구 전자장을 사용하는 유체 환경에 있는 untethered biomicrorobots의 만들고 및 통제, Vol. 25, PP의 국제 저널. 527-536, 2006년.
3. K. Vollmers, D.R. Frutiger, B.E. Kratochvil, B.J. 넬슨, "untethered 이동할 수 있는 microrobots를 위한 무선 울리는 자석 microactuator", 적용 물리학 편지, Vol. 92, 아니오 14 2008년.
4. L. 장, J.J. Abbott, L.X. Dong, B.E. Kratochvil, D.J. Bell, D.J. 및 B.J. 넬슨, "인공적인 세균성 편모: 제작과 자석 통제," 적용 물리학 편지, Vol. 94, 2009년 2월.
5. L. 장, J.J. Abbott, L.X. Dong, K.E. Peyer, B.E. Kratochvil, H.X. 장, C. Bergeles, B.J. 넬슨, "인공적인 세균성 편모의 수영 속성을", Nano 편지, Vol. 9, 아니오 10, 2009년, PP 10월 성격을 나타내기. 3663-3667.

, 저작권 AZoNano.com Brad 넬슨 (로봇 공학과 지적인 시스템, ETH Zürich의 학회) 교수

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

Last Update: 13. June 2013 23:23

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