佐治亚理工学院双光子3D打印微型机器人

2019-07-25 14:35

人眼几乎看不见，佐治亚理工学院开发了一系列微观3D打印机器人。可以通过微小的振动来控制“微型机器人”，使它们能够运输材料并检测环境的变化。像蚂蚁一样，机器人一起工作，沿着力学，电子学，生物学和物理学的界限解锁各种各样的应用。

乔治亚理工学院的团队现在正在研究如何扩大用于制作机器人的微型3D打印方法，并在单个构建中生成“数百或数千”的设备。预计该研究结果将对生物医学领域产生积极影响，微型机器人对微型装配和机体内的机动性越来越感兴趣。
佐治亚理工学院电气与计算机工程学院助理教授Azadeh Ansari评论道：“我们正努力使技术更加强大，并且我们有很多潜在的应用需求。” “这是一个非常丰富的领域，并且有很多空间可以用于多学科概念。”

佐治亚理工学院的一种微型鬃毛机器人

佐治亚理工学院的微鬃毛机器人是使用双光子聚合（TPP）制造的，这是一种由Nanoscribe和Microlight3D商业销售的方法。该团队专门使用的机器是Nanoscribe的Photonic Professional GT。
单个微型机器人由两部分组成－压电致动器和3D打印聚合物主体。鬃毛机器人的身体包含它的腿，当致动器开始振动时它们会移动。然而，腿部移动的确切方式取决于设计。根据腿的角度，可以调整机器人以响应振动在某个方向上移动。安萨里解释说，“随着微鬃机器人上下移动，垂直运动通过优化腿的设计转化为定向运动，看起来像刷毛。”

“微型机器人的腿部设计有特定的角度，允许它们弯曲并在一个方向上以共振的方式响应振动。”
TPP对团队的方法至关重要，因为它允许他们尝试许多不同的腿部机制。然而，下一步是增加可以生成它们的量以探索新的应用程序。安萨里补充道，“这个过程现在需要一段时间，因此我们正在研究如何扩展它以一次制造数百或数千个微型机器人。”
在当前的迭代中，一个微型鬃毛机器人长约2毫米长，1．8毫米宽和0．8毫米厚，重量约为5毫克，任何小于此，并且团队可能会遇到问题从打印床上移除机器人。到目前为止，基本的机器人设计已经在一个基本的“游乐场”中进行了测试，研究人员研究了它们的运动。安萨里总结道，“这些微型猪鬃机器人在实验室环境中行走得很好，但在他们进入外部世界之前我们还有很多工作要做。”
“A 5mg micro－bristle－bot fabricated by two－photon lithography”发表在Micromechanics and Microengineering期刊上。该研究由DeaGyu Kim，Zhijian Hao，Jun Ueda和Azadeh Ansari共同撰写。