世界各地的研究人員目前正致力于創(chuàng)造具有許多嵌入式功能的非常小的納米機器人,包括復雜的電子電路、傳感器、天線和光伏??茖W家必須使用這種小型機器人執(zhí)行的最復雜的技術(shù)之一是將它們設(shè)計為通過彎曲移動。康奈爾大學團隊已經(jīng)能夠創(chuàng)造出微米尺寸的形狀記憶執(zhí)行器,使原子級薄的二維材料能夠?qū)⒆陨碚郫B成 3D 配置。
在折疊過程需要電壓的短顛簸,并且一旦該材料彎曲,它擁有即使電壓被移除其形狀??的螤柎髮W的團隊創(chuàng)建了一個演示,將扁平材料折疊成團隊所說的世界上最小的自折疊折紙鳥??的螤柎髮W物理學教授 Itai Cohen 說,目標是擁有搭載大腦的微型機器人。
研究人員想要創(chuàng)造出帶有由互補金屬氧化物半導體晶體管驅(qū)動的附屬物的機器人,它本質(zhì)上是一個機器人上的計算機芯片,邊長為 100 微米??贫髟O(shè)想了一個未來,一百萬個制造的微型機器人可以從晶片上釋放出來并折疊成形狀并執(zhí)行特定任務,包括組裝成更復雜結(jié)構(gòu)的能力。
Cohen 說,最具挑戰(zhàn)性的部分是制造對 CMOS 電路做出響應的材料。最復雜的任務是康奈爾大學的研究人員用電壓驅(qū)動的形狀記憶執(zhí)行器完成的任務。致動器可以以小于微米的曲率半徑彎曲,這是任何電壓驅(qū)動致動器的最高曲率數(shù)量級。
最小曲率至關(guān)重要,因為在微型機器人制造中,機器人的尺寸決定了各種附屬物的控制程度;彎曲越緊,折疊越小,機器人的整體占地面積越小。這些機器人由納米薄的鉑層制成,頂部有鈦或二氧化鈦薄膜。它們還具有位于這些層頂部的剛性二氧化硅玻璃面板。當施加負電壓時,機器人展開到原始狀態(tài)。