集群微型磁力机器人可协同工作
发布时间: 2024-12-20 10:08:44
科技日报北京12月19日电（记者张梦然）韩国首尔汉阳大学研究团队开发出一种集群微型磁力机器人，这些小机器能够像蚂蚁一样协同工作，完成一系列复杂任务，比如搬运远大于自身的物体。这项研究发表在18日的《设备》期刊上，显示了这些依靠旋转磁场运行的微型机器人集群，在面对单个机器人无法解决的挑战性难题时，可以执行一些复杂的任务，例如为动脉阻塞提供微创治疗、精准引导生物等。
团队对不同组合方式的微型机器人集群进行了测试，观察它们在不同任务中的表现。结果显示，高纵横比配置的组合能爬上超过单个机器人5倍高度的障碍，并逐一跨越这些障碍。
当1000个这样的微型机器人聚集在一起时，可以在水面形成一个筏子，并能够包裹住一个比单个机器人重2000倍的药丸，使得整个群体可以在液体中运输药物。而在陆地上，这些微型机器人群也展示了强大的能力，成功搬运了重达单个机器人350倍的货物，并疏通了类似堵塞血管的管道。此外，通过旋转和轨道拖拽的方式，研究人员还创建了一个系统，允许机器人群控制小型生物的运动路径。
团队从蚂蚁身上获取灵感，学习它们如何协作以填补道路上的空隙或在洪水来临时组成木筏。这种合作机制提高了机器人面对失败时的容错率，即使部分成员未能完成任务，其余成员也会继续按照编程行动，直到足够多的成员达成目标。
之前的集群机器人研究大多关注球形机器人，这些机器人通过点接触聚集在一起。此次研究则采用立方体形状的微型机器人，由于表面积更大，它们之间的磁场吸引力更强，每个面都可以与其它机器人接触。每个微型机器人尺寸为600微米，由嵌入铁磁性钕铁硼颗粒的环氧树脂构成，使它们能够响应磁场并与其它机器人互动。通过旋转两个相连磁铁产生的磁场驱动，这些机器人可以自我组装。团队通过调整机器人的磁化角度，实现了不同的组合配置。
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