これらのトップ10マイクロに気をつけてください

ロボット革命が進行中です！マイクロテクノロジーとロボティクスのクロスフュージョンが行われる新しい研究分野であるマイクロロボティクスは、人間の髪の毛よりも小さいロボットの開発への道を急速に開いています。はい、あなたはその権利を読んでいます。歩く、飛ぶ、泳ぐ、登る、這う、そして私たちの体に薬を届ける、癌を特定する、腫瘍を破壊するなどのさまざまなタスクを実行できるマイクロボットから。世界中でいくつかの革新がなされてきました。

これらの高度な発明の行進に追加するために、科学者は1ミリメートル未満の小さなマイクロロボットも考案しました。世界中のエンジニアやプログラマーは、この分野での進歩と肉眼では見ることのできないマイクロロボットの開発に絶えず取り組んでいます。エレクトロニクス、メカニックナノテクノロジー、コンピューティングの最新の進歩に感謝します。

開発中のマイクロロボットの中には、信じられないほど便利なツールとして登場しているものもあれば、マイクロロボットの分野におけるさらなる革新のための創造的なアイデアとして設計および開発されているものもあります。2020年に開発された信じられないほどクリエイティブで先進的なマイクロロボットのトップ10をご紹介します。これらのマイクロボットは優れたエンジニアリングの結果であり、多くの目的を解決するために開発されました。軍事、医療、工学の分野であろうと。それで、それ以上の苦労なしに、それらをチェックしてみましょう。

1.レーザー作動式顕微鏡ロボット

コーネル大学とペンシルベニア大学の研究者は、シリコン太陽光発電、特に胴体と脳の部分から作られた単純な回路と、脚として機能する4つの電気化学アクチュエータで構成される顕微鏡ロボットを構築しました。これらのレーザー活性化マイクロロボットは、厚さが約5ミクロン、幅が40ミクロン、長さが40〜70ミクロンです。これらの小さなロボットは、さまざまな太陽光発電でレーザーパルスを点滅させることで制御され、別の脚のセットを充電するのに役立ちます。ロボットが歩くことができるように、レーザーは前面と背面の太陽光発電の間で前後に切り替えられます。

2.海の生き物に触発されたアクアロボット

最近、ノースウェスタン大学の研究者は、人間の速度で歩き、さまざまな場所への輸送貨物を拾い、丘を登り、踊ることができる、本物そっくりのソフトロボットを開発しました。4本足のタコに似たこのマイクロロボットは機能します水で満たされたタンク内にあり、水生環境での使用に最適です。この極小のセンチメートルサイズのアクアロボットは、海洋生物の行動を模倣し、毎秒1ステップの速度で移動します。重量のほぼ90％が水であり、移動に複雑なハードウェア、油圧、または電気を必要とせず、代わりに光によって作動し、外部の回転磁場の方向に歩きます。このマイクロロボットの水で満たされた構造と整列したニッケルフィラメントの埋め込まれた骨格は強磁性であり、それによって正確な動きと敏捷性を可能にします。

3.バイオインスパイアードマイクロロボット

シュトゥットガルトにあるマックスプランクインテリジェントシステム研究所（MPI-IS）の科学者チームは、白血球からインスピレーションを得て、循環器系を通過する白血球に似た小さなマイクロロボットを発明しました。このマイクロロボットは、形状、サイズ、および移動能力が白血球に似ています。ボール型のドラッグデリバリーロボットは、シミュレートされた血流に耐えることができます。すべてのセルにまたがり、ナビゲーションに理想的なルートを提供します。このマイクロコントローラーの直径は8マイクロメートル未満で、ガラス微粒子でできています。片面はニッケルと金の薄いフィルムで覆われ、もう片面は抗がん剤分子とがん細胞を認識できる特定の生体分子で覆われています。表面に細胞特異的抗体がコーティングされており、薬物分子を放出することができます。実験室の設定では、マイクロコントローラーは、毎秒最大600マイクロメートルの速度に達することができます。これは、毎秒約76体長です。

4.レゴのような磁気マイクロボット

韓国の大邱慶北科学技術大学の2人のエンジニアであるキム・ウンヒとチェ・ホンスとその同僚は、神経細胞コネクタとして機能する長方形のロボットを構築し、2つの異なる細胞グループ間のギャップを埋めました。長さ300マイクロメートル、幅95マイクロメートルの小さなレゴのような磁気マイクロボットは、脳細胞（個々のニューロン）をつなぎ合わせてニューラルネットワークを作ることができます。

5.極小ロボット

ETHチューリッヒの研究者は、人体の血管を介して薬物ペイロードを送達できる3Dプリントマイクロロボットを開発しました。これらのマイクロロボットは非常に小さいので、血管を通り抜けて体の特定の場所に薬を届けることができます。極小のロボットは、複雑な方法で複数の材料を連動させる3D印刷技術で作成されています。金属とポリマーは異なる特性を持っており、どちらの材料もマイクロマシンの構築に一定の利点をもたらします。金属とプラスチックの2つの材料は、チェーン内のリンクと同じくらい密接に連動しています。

6.ハーバード外来マイクまたはHAMR-JR

ハーバードジョンA.ポールソン工学応用科学大学院（SEAS）とハーバードウィス生物刺激工学研究所の研究者は、ゴキブリに触発されたロボットHAMR-JRを設計およびプログラミングしました。このペニーサイズのロボットは、体長が2.25センチメートル、重さが約0.3グラムで、毎秒約14体長で動作します。

7. RoBeetle

RoBeetleは、メタノールの触媒燃焼を動力源とする小さな88ミリグラムの昆虫サイズの自律型クロールロボットです。南カリフォルニア大学の研究者によって開発されたこの小さなロボットは、メタノールで動作し、人工筋肉システムを使用して、最大2時間、背中に荷物を這い、登り、運びます。長さ15ミリメートル（0.6インチ）のRoBeetleは、同じ質量のバッテリーの約10倍のエネルギーを蓄える液体燃料（メタノール）をベースにした人工筋肉システムを使用しています。

このマイクロロボットには4本の脚があります。後脚は固定され、前脚はトランスミッションに取り付けられています。トランスミッションは、脚を後方に引っ張る方法でバネ張力をかけた板に接続されています。ロボット本体はメタノールを充填した燃料タンクとして機能し、静止時に直立できるように設計されています。システムの機械的設計は、純粋に機械的なシステムを使用して燃料の流れを調整することができます。

8.磁気Tバッドボット

ACS Applied Materials&Interfacesの研究者は、T-Budbotsを設計しました。これは、茶のつぼみから生体適合性のあるマイクロモーターで、バイオフィルムを取り除き、抗生物質を放出してバクテリアを殺し、残骸を取り除きます。小さなボットは、表面の静電相互作用により抗生物質シプロフロキサシンを統合することができ、それによって緑膿菌と黄色ブドウ球菌の恐ろしい病原性細菌群集に対する抗菌効果を高めます。Camellia sinensisの茶芽は多孔質で、毒性がなく、安価で、生分解性があります。さらに、茶芽には抗菌作用のあるポリフェノールも含まれています。

9.全地形対応マイクロロボット

パデュー大学のエンジニアは、人間の髪の毛の数本と同じくらい小さい全地形対応マイクロロボットを開発しました。このマイクロロボットは、バックフリップを実行し、結腸やその他の起伏の多い臓器を持つ人間に薬物を輸送することで、結腸全体を移動できます。全地形対応ロボットは小さすぎてバッテリーを運ぶことができません。したがって、磁場によって外部から電力が供給され、ワイヤレスで制御されます。

10. RoboFly

最後になりましたが、これがRoboFlyという名前の製品です。ワシントン大学の研究者は、空中、地上、水面を移動できるこの74mgの羽ばたき翼マイクロロボットを作成しました。この新しいロボットは、開発された他の昆虫サイズのロボットと比較して、より少ない数のコンポーネントを使用して構築されました。これは、製造プロセスを簡素化するのに役立ちました。このロボットの設計は、シャーシにラミネートシートが1枚だけ折りたたまれているようになっています。

RoboFlyは、圧電アクチュエーターによって駆動される2つの羽ばたき翼を利用して、一部の昆虫のように飛んだりホバリングしたりします。羽ばたき翼を利用して、地面を移動したり操縦したりできます。ロボットは軽量であるため、足のような付属肢を3つセットして改造すると、水面に着地することができます。着陸すると、ロボットは、地上での移動に使用されるのと同じ原理を使用して、水上を移動および操縦できます。

これらの小さなロボットはあなたを驚かせませんでしたか？マイクロロボットのリストは完全ではない可能性があります。これらのマイクロロボットを書き留めている間にさらに多くのイノベーションが発生しているため、またはそれらの一部を見逃している可能性がありますが、リストはイノベーションがどこにあるかについてかなり良いアイデアを提供しますマイクロロボティクスの分野では、今日、どの方向に進んでいますか。