在機器人科技領(lǐng)域，研發(fā)具備多功能和強適應(yīng)性的系統(tǒng)，已經(jīng)成為研究推動力。傳統(tǒng)的機器人系統(tǒng)受限于固定的結(jié)構(gòu)，這很大程度上削弱了它們在動態(tài)環(huán)境中的適應(yīng)能力。想象一下，如果機器人能夠根據(jù)實際需求靈活調(diào)整自身的形態(tài)和功能，那么它們在各類環(huán)境中的應(yīng)用前景將十分廣泛。
Anuruddha Bhattacharjee在南衛(wèi)理公會大學BAST實驗室攻讀機械工程博士學位期間，傾力研發(fā)了一種模塊化機器人立方體。這種機器人立方體配備了磁性連接器和內(nèi)置磁鐵，使得它們可以相互連接并組建各種形態(tài)。借助外部磁控制器，這些模塊化機器人立方體能夠?qū)崿F(xiàn)無線操控，為微米級可重構(gòu)機器人系統(tǒng)開辟了新的可能。
1、模塊化機器人設(shè)計
Bhattacharjee博士需要先設(shè)計和制造出功能模塊化的立方體，然后在立方體的表面嵌入磁鐵，這樣就可以通過外部電磁控制器進行操縱。其中立方體的邊緣為2mm，帶有10個300µm的孔，用于嵌入磁鐵。為了使立方體正常運作，他們需要在表面上精準地制作微孔，以便嵌入磁鐵。該團隊采用面投影微立體光刻（PµSL）技術(shù)這種超高精度3D打印技術(shù)，來制造出具有精確微孔的立方體。
2、無線控制立方體
在功能性模塊化立方體制作完畢之后，嵌有磁鐵的它們將被放入一個電磁三軸亥姆霍茲線圈裝置中進行測試，以實現(xiàn)自主組裝、按需拆卸以及重新配置的任務(wù)。模塊化機器人是否能成功自組裝，關(guān)鍵在于單個立方體的精準運動。而這種精準度，又直接取決于立方體制作的工藝水平，但市面上大多數(shù)的3D打印機都無法達到所需的精準度和準確度。最后，Bhattacharjee博士選擇使用了摩方精密nanoArch®S140，該設(shè)備能夠幫助團隊迅速制作出尺寸精確的立方體，為機器人的自組裝提供了堅實的基礎(chǔ)。
“僅用了兩周時間，我們便收到了3D打印樣件。nanoArch® S140憑借高精準度，根據(jù)我們的設(shè)計圖紙，精確地制作了所需的尺寸。摩方精密團隊的高效溝通，讓我們得以加速研究進程，并獲得超越預(yù)期的成果。有效交流、準時交付和迅速響應(yīng)，展示出摩方精密作為長期合作伙伴的可靠性和專業(yè)性。因此，我們毫不猶豫地推薦摩方精密，他們是您值得信賴的合作伙伴。"
—Anuruddha Bhattacharjee，博士，南衛(wèi)理公會大學BAST實驗
3、展望未來
可重構(gòu)模塊化機器人可通過外部磁控制器進行無線操縱，并根據(jù)指令進行自我組裝或拆解。采用面投影微立體光刻（PµSL）技術(shù)制作的小型立方體和生物相容材料的可用性，為磁模塊化機器人應(yīng)用于手術(shù)工具和生物醫(yī)學領(lǐng)域開辟了新的可能性。
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