Nanorobots 和 Microrobots - 潛在的應用是扣人心弦的,許多挑戰留待去解決

布萊德納爾遜機器人學和智能系統ETH Zürich,瑞士學院教授
對應的作者: bnelson@ethz.ch

Nanorobots 在科幻域保持,雖然研究工作與小規模機器人學有關開始處理這些維數。 Nanorobots 是在大小上是 nanoscale 的機器人或大機器人能够操作有維數在與毫微米解決方法的 nanoscale 範圍的對象。 Nanorobotic 處理是 NanoElectroMechanical 系統或 NEMS 的啟用的技術。 與新穎的 nanoscale 材料和結構的 NEMS 將啟用許多新的 nanosensors 和 nanoactuators。

Microrobots 是運行在微米縮放比例的智能設備。 布萊德納爾遜和他的同事教授機器人學和智能系統學院的最近展示了的 microrobots 的三不同類型無線是由磁場關閉并且控制的累進更加小型1。 這些微米大小的機器人由虹膜研究員和進程製造并且 assmebled 開發的工具。 許多這些系統為在生物域內的機器人探險使用,例如在分子結構、單元系統和複雜有機體工作情況的調查。

在果蠅旁邊的 Microrobot

对大規模 microrobots,從 2mm 到 500 µm,使從鐵磁物質的研究員 microassemble 三維設備現虹彩。 這些 microrobots 精密地回應磁場和場梯度和強制生成的扭矩2

在 500 µm 到 200 µm 範圍,虹膜研究員開發了 microfabricating 的收穫從弱的擺動的域的機器人一個進程 (1-6mT, 2-5kHz) 的磁性能源使用共鳴技術3

在更小的規模,下來對微米維數,使用一個相似的低雷諾數螺線游泳方法,他們是指作為 (ABF)人為細菌鞭狀匍匐枝是相似的範圍和形狀作為自然細菌鞭狀匍匐枝,并且游泳的虹膜研究員開發了 microrobots。 ABF 由一個薄膜自滾動進程做並且使用一個弱的轉動而不是擺動的磁場 (1-6mT),但是一个4,5

這三 「microrobots」時新商品是他們是全部可以精密地控制與多達六個自由程度的微小的設備。 由於這些結構可以是受控的距離相對地大,結構不僅使用作為為操作其他微小和 nanoscale 結構的工具例如細胞和分子,相似與微粒誘捕技術,但是可能也起通信工具作用對於被瞄準的發運到地點深深在人體內。 微小和 nanorobots 是全部非球形的。 所以,他們的位置和取向可以是精密地受控的,取消微粒誘捕的一個當前限制。

在美國便士的 Microrobot

當這些設備的潛在的應用是扣人心弦的時,許多挑戰留待去解決。 要 functionalize 這些設備和改進他們的性能,必須解決在角色地面部隊作用的重要問題; 必須保證 biocompatibility; 必須調查原生質裝載和擴散; 并且必須考慮組織的交往與和處理和大分子,命名,但是一些依然是的挑戰。

有很多,執行。


參考

1. J.J. Abbott, K.E. Peyer, M.C. Lagomarsino, L. 張, L.X. 東, I.K. Kaliakatsos, B.J. 納爾遜, 「如何應該 Microrobots 游泳?」 機器人學研究, 2009年 7月國際定期刊物。
2. K.B. Yesin, K. Vollmers 和 B.J. 納爾遜, 「無確定性的 biomicrorobots 塑造和控制在一個能流動的環境裡使用電磁場」,機器人學研究,第25捲,頁國際定期刊物。 527-536, 2006年。
3. K. Vollmers, D.R. Frutiger, B.E. Kratochvil, B.J. 納爾遜, 「無確定性的移動 microrobots 的無線共振磁性 microactuator」,應用物理學信函,第92捲,沒有 14日 2008年。
4. L. 張, J.J. Abbott, L.X. 東、 B.E. Kratochvil, D.J. Bell, D.J. 和 B.J. 納爾遜, 「人為細菌鞭狀匍匐枝: 製造和磁性控制」,應用物理學信函,第94捲, 2009年 2月。
5. L. 張, J.J. Abbott, L.X. 東, K.E. Peyer, B.E. Kratochvil, H.X. 張, C. Bergeles, B.J. 納爾遜, 「分析人為細菌鞭狀匍匐枝游泳屬性」,納諾信函,第9捲,沒有 10,頁 10月 2009年。 3663-3667.

版權 AZoNano.com,布萊德納爾遜 (機器人學和智能系統, ETH Zürich) 學院教授

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

Last Update: 13. June 2013 23:02

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