無孔不入的毫米級機器人問世，黑科技受摺紙令人敬畏

Delta機器人因其精度高，速度快，被廣泛應用於抬放組裝，機械加工，焊接，食品包裝等多種工業流程中。從第一個版本開始，Reymond、Clavel可以為巧克力工廠開發巧克力果仁糖，Delta機器人可以使用三個獨立控制的輕質手臂，在一個平台上，向三個方向快速準確地移動。該平台類似於在飛行模擬器中使用的舞台，機器人能夠以指定的模式抓握、移動和釋放物體。隨著時間的推移，機器人專家們在有限的工作空間內設計了越來越小的Delta機器人。

「科學機器人」（Science Robotics）報道，由哈佛大學Wyss生物創新工程研究所和John A. Paulson工程與應用科學學院（SEAS）的Robert Wood團隊開發的milliDelta機器人就克服了小型化的挑戰。通過將微加工技術與高性能複合材料相結合，加入了彎曲接頭和彎曲致動器後，milliDelta能夠以微米級精度的速度和力度進行操作，從而與製造領域和醫藥領域的一系列微操作任務相兼容。

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在2011年，受到彈出書籍和摺紙的啟發，伍德的團隊開發了一種微製造方法，使機器人能夠由平板複合材料組裝而成。彈性微機電系統（MEMS）（微機電系統的縮寫）已經被用來製造動態的厘米級機器，可以簡單的行走或者像RoboBee那樣飛行。在他們的新研究中，研究人員將他們的方法應用於開發一個尺寸僅為15×15×20毫米的Delta機器人。

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「縮放物理學告訴我們，降低Delta機器人的尺寸會提高他們的速度和加速度，彈出式MEMS能夠使用任何材料進行組合，這似乎是解決這個問題的理想方法， Wood是Wyss研究所的核心教員，也是Bioinspired Robotics平台的聯合負責人，以及SEAS的Charles River工程與應用科學教授，他表示「這種方法也使我們能夠快速地通過一系列的迭代，使我們獲得最終的milliDelta。」

milliDelta設計採用了嵌入式彎曲接頭的複合層壓結構，可以接近大型Delta機器人中更複雜的接頭。伍茲團隊的Wyss研究所研究員Hayley McClintock表示：「在組裝夾具的幫助下，這種層壓板可以精確地，摺疊成一個毫米級的Delta機器人。MilliDelta還利用壓電致動器，使其能夠比其他目前可用的Delta機器人高15至20倍的頻率進行運動。」

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此外，研究小組還表明milliDelta可以在大約7立方毫米的工作空間內工作，並且可以施加力量並顯示出軌跡，這些軌跡與其高頻率可以使其成為工業取放過程中的微操作的理想選擇，以及在人眼上進行的顯微手術—比如視網膜顯微手術。

研究人員將milliDelta的顯微外科手術作為第一項測試內容，他們使用機器人作為手部震顫消除裝置並進行了探索。第一作者Fatma Zeynep Temel說：「我們首先繪製了一個細小的路徑，就像用牙籤尖端畫出的一樣，然後計算出這些路徑，並將它們輸入milliDelta機器人，這個機器人能夠匹配和取消它們。伍德小組的研究人員認為，專門的milliDelta機器人既可以添加到現有的機器人設備上，也可以作為獨立設備進行開發，例如在研究臨床實驗室中作為操縱細胞的平台。

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通過這類機器人的誕生，我們會在非常廣泛領域得到前所未有的突破，例如微創手術，或者說無創手術當中（小編想像的產物）。憑藉機器人本身的微小化，可以說無孔不入。通過未來技術的發展，攝像頭會變得更加縮小化。可以安裝在微型機器人上，去做一些比較深入的手術。讓患者免受開刀之苦。而且機器人的精確度比較高，可以避免去人為的失誤造成的不良後悔，我們未來通過這些機器人的演變或更新，我們的生活會越來越好。

文|由小來

圖片來源於網路

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