哈佛大學團隊又一創舉，研製出快的讓人眼花的機械臂！

整理 | 麻粒兒

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近日，一個迷你機器人火了，它是由哈佛大學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團隊設計的 Delta 機器人，稱為 milliDelta。

據稱它是目前移動速度最快、精度最高的機器人，只比硬幣大一點點。

先來個動圖一睹它的真容吧！

該機器人尺寸為 15×15×20 毫米，重 430 毫克，但可以舉起 1.3 克的重物。milliDelta 可以在 7 立方毫米的空間內，以 5 微米的精度運動，最高速度可達 0.45 米每秒，換句話說，milliDelta 每秒可以執行 75 次動作。

頻率大概是醬紫的，晃的眼睛酸（75赫茲下的圓周運動）。

大多數機器手的肢體部分都包含有不止一個電機，這令機器手變得很重。而將機器人驅動電機置於底座，就可以解決這個問題，使機器手的運動更加快速和精確。

值得一提的是Delta 機器人的另一個設計，能保證原件在被放下時，其狀態與被拿起時相同，無需進行進一步調整。

milliDelta 採用壓電引擎驅動，碳纖維製成的承重結構和聚醯亞胺薄片製成的活動結構通過單片製造工藝和熱壓整合在一起，然後用激光切割成形。

由於Delta機器人精度高、速度快，被廣泛應用於取放組裝、機械加工、焊接和食品包裝等多種工業流程中。

此外，一個更有想像力的提議是用 milliDelta 進行顯微手術，比如，在眼科手術中，也可以將milliDelta安裝在手術工具末端，用於抵消醫務人員手部顫動。

目前，MilliDelta已經完成了它的第一個手術，參與了一個治療人類首部震顫的設備測試。相關研究報告已經發表在《Science Robotics》。

該平台聯合負責人及核心教員Wood表示，「縮放物理學告訴我們，縮小Delta機器人的尺寸將提高他們的速度和加速度，彈出式MEMS製造能夠使用任何材料或材料組合，似乎是解決這個問題的理想方法。這種方法也使我們能夠快速地完成許多迭代，最終製造出milliDelta。」

Millidelta的設計採用了複合材料層合板結構的嵌入式彎曲關節，其複雜性接近於大型Delta機器人的關節。

來自Wood團隊的第一作者，Wyss研究所研究員Hayley McClintock表示，「在裝配夾具的幫助下，這種層壓板可以精確地摺疊成毫米級的Delta機器人。milliDelta還利用壓電致動器，使其能夠以比現有Delta機器人高15至20倍的頻率進行移動。」

1hz下的垂直運動

35hz下的垂直運動

研究人員將milliDelta進行顯微手術和其他顯微操作首先進行了測試，還將他們的機器人作為手部震顫消除裝置進行了探索。

來自Wood團隊的共同第一作者，SEAS博士後研究員Fatma Zeynep Temel博士說，「我們首先繪製了某個人拿著牙籤尖端的路徑，計算出這些路徑，然後將它們饋入milliDelta機器人，這個機器人能夠匹配和取消它們。」

1hz下的五角星運動軌跡

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，也可以開發為獨立的設備，例如在研究和臨床實驗室中操作細胞的平台。

關於第一台用於製造巧克力的 delta 機器人，主要是服務於巧克力工廠，用於將果仁糖放入包裝中。與關節中擁有舵機的普通機器人不同，delta機器人由一個中心基站控制。機械臂排列成三角形構造，每隻手臂可以非常輕，不需要非常大的力就可以驅動。

發明人是通過無意間觀察妻子織毛衣，從毛衣針獲得啟發，傳統的方式是利用是液壓引擎，但是因為功率較大，巧克力又輕，沒有什麼優勢可言。

他從織毛衣的過程中獲得靈感：可以讓機器人擁有 3 個手臂，使得手臂能以 3 個自由度運動；比較重的引擎被放置在底座中，而不是運動部分。以上兩個特徵提供了難以置信的輕便性和速度，因此一直被沿用至今。

Wyss研究所創始人Donald Ingber博士如是說：「Wood團隊的工作證明毫米級機器人的速度和控制得到了加強，為工業和醫療機器人開闢了一條全新的發展道路，這是現有技術無法實現的，這也是我們的仿生機器人技術平台引領未來的又一個例子。」

他還是HMS血管生物學Judah Folkman教授和波士頓兒童醫院血管生物學項目的教授，以及SEAS生物工程學教授。

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