Microrobotics

De microrobotics er den gren av roboter som studerer utformingen av robot-innretninger som beveger seg på mikrometer målestokk; fra mikrometer til millimeter.

Denne disiplinen inkluderer spesielt utvikling og produksjon av små mobile roboter. Begrepet mikrorobotics brukes noen ganger også for å referere til produksjon av robotelementer i mikrometrisk størrelse eller programvareelementer som er i stand til å administrere mikrometriske komponenter.
På enda mindre skalaer snakker vi om nanoboter .

Størrelse og definisjon

Prefikset " mikro " har blitt brukt mye for subjektivt å betegne små roboter, men av svært varierende størrelser. Et prosjekt for å standardisere navn for størrelsesskalaer unngår forvirring. Så:

Historie og fremsyn

Den første opprinnelsen til mikro-robotikk er kanskje å finne i små automater og deretter i science fiction .

Mikrorobotics er fremdeles en veldig voksende disiplin, men eksperimentelle mikro-roboter eksisterer allerede.
Selv om det er ganske enkelt i design, kan noen allerede for eksempel bevege seg på vann som gerris eller klatre på vegger.

Nanokomponentene og nano-motorene som har dukket opp siden 1990-tallet ser ut til å antyde etableringen av mer sofistikerte nanoroboter i årene eller tiårene som kommer. Noen prospektivister ser til og med en konvergens (kjent som "  NBIC  " ) av miniatyrisering, informatikk, biologi og kommunikasjonsteknologi.

En trend kan være utviklingen av biologiske motorer som energikilder, som for eksempel vil bruke bakterier som Serratia marcescens tilhørende slekten Serratia , som er i stand til å konsumere kjemisk energi som finnes i omgivelsene og kan brukes til å aktivere robotapparatet. Biorobots kan også styres direkte av stimuli så som kjemotaksis eller galvanotaxis .

Av trådløse tilkoblinger (for eksempel WiFi i hjemmeautomatiseringsnettverk) vil raskt øke kommunikasjonsevnen til mikro-roboter med omgivelsene, noe som kan gjøre det mulig for dem å utføre mer komplekse og koordinerte oppgaver.

I 2008 klarte vi å orientere og bestille (for eksempel å få dem til å montere i par eller i firere og på avstand 2 eller 4 rudimentære mikrorobber tynnere enn hårets diameter

Spesifikke forhold for utvikling av mikrorobotics

Utviklingen av mikroroboter innebærer bedre forståelse og mestring av visse fysiske fenomener som spilles på disse skalaene, fordi en mikrorobot utsettes for krefter som får stor betydning ved mikrometriske skalaer og som ikke vil forstyrre et objekt av større størrelse;

Mikrorobotics inkluderer studiet av produksjonsprosesser (mikrosystemer, til og med nanosystemer, inkludert mikro- eller nanoelektronikk ) som kreves for meget småskala elementer .

Det biomimetiske er et fag som inspirerer mikrorobotics,

Mikromekanikk

Det må tillate roboten å bevege seg og samhandle med omgivelsene, for eksempel med:

Biomimetisk

En av inspirasjonskildene for robotikk er naturen selv, som har testet et stort antall mekanismer og atferd, hvorav noen er av interesse for robotikk. Etterligning av funksjonen til nevrale nettverk og nervesentre og sentrale generatorer av ryggmargen til primitive dyr gjør det allerede mulig å etterligne visse mekanismer som å gå, svømme, løpe, krype. Gruppene av muskler erstattes av servomotorer, men som animeres ved å reprodusere bevegelsene og rytmen til å gå, svømme, krype eller løpe i henhold til impulser distribuert til datamaskinens mikrokretser som etterligner nervenettverket.

Imitasjon går noen ganger enda lenger. for eksempel:

Risiko og grenser

En av risikoen indusert av biomimetikk er at roboter som ser for mye ut som dyr blir forvekslet med modellene sine og jaktet av ekte rovdyr.

Mikroelektronikk

De mikroprosessorer tillate kjøring av dataprogrammer som gir sin autonomi til roboten. Mikroprosessorer med veldig lav effekt er nødvendig for mikroroboter fordi de må holdes lette og ikke kan ha med seg en stor kraftkilde.

Biomekanikk

Forskere har lykkes med å animere en robot, eller mer presist å få roboten til å reagere på hindringer eller lys takket være kulturer av rotteneuroner.

Mikro- eller nanosensorer

De må tillate roboten å lokalisere seg (eller finne den) i sitt miljø;
Dette er for eksempel celler som reagerer på lys, sensorer for temperatur, trykk, bølger, radioantenner osv. enda en mikro- kamera .

Mulige bruksområder

Vi håper at de automatisk kan utføre oppgaver som er farlige, smertefulle, repeterende eller umulige for mennesker (i små rom, i vakuum), det vil si oppgaver som er enklere, men ved å gjøre dem bedre enn et menneske ville gjort.

Prospektivister forestiller seg at de kan brukes som

Autonomi

For å være autonom må mikroroboten ha:

Mikroroboter i litteratur og kino

Ulike science fiction og filmforfattere bruker mikro- eller til og med nanoroboter i sine romaner, noveller eller filmer, for eksempel i form av mikrodroner.

Merknader og referanser

  1. Video som presenterer et kontrollsystem (sammendrag) av mikro-roboter (Duke University)
  2. http://nanolab.me.cmu.edu/projects/geckohair/
  3. Ny Scientis-blogg, med tittelen "Henter inspirasjon fra naturen"
  4. Syntetiske bifflim Bruk væsker for bedre vedheft , Nanolab , åpnet 2010/04/11
  5. Adhesion Force Characterization , Nanolab, åpnet 2010/04/11
  6. Selvklebende robottank, Nanolab, åpnet 2010/04/11.
  7. [Retningsbestemte mikrofibrillære lim]
  8. En robot-salamander utstyrt med en ryggmargsekvivalent , mars 2007 konsultert 2010 04 11) utviklet av et fransk-sveitsisk team
  9. Artikkel om den fransk-sveitsiske robotsalamanderen (New Scientis, mars 2007 konsultert 2010 04 11)
  10. [1]

Se også

Relaterte artikler

Eksterne linker