未來有可能開發(fā)出螞蟻般大小的蟻人機器人嗎
微型機器人中的每個組件都是需要細細雕琢。該如何運用工程手段復刻出蟻人機器人呢?這可是個超高難度的挑戰(zhàn),但正也是開發(fā)微形機器人的樂趣所在。
觀賞機器人科幻電影時,最吸引眾人目光的應該還是像《變形金剛》中類似柯博文與密卡登這種身軀高大、外型酷炫的機器人吧!但可別忽略了片中偶而會出現(xiàn)的一些超小型變形金剛,它們雖不起眼,卻能對劇情的發(fā)展起關鍵作用,像是在第二集《復仇之戰(zhàn)》出現(xiàn)的蒼蠅型超級微型機器人,憑它無孔不入、四處滲透的本事,屢屢偵測到有利于狂派的軍情,除了讓人氣得牙癢癢的之外,是情搜界的絕佳典范。
從工程角度來看,就像大卡車之于小客車,大型機器人建造難度明顯提升,但個頭嬌小的微型機器人就比較容易制作嗎?事實上,當尺寸降到某個程度之后,技術上挑戰(zhàn)就會一一浮現(xiàn),就像半導體制程一樣,從次微米邁入納米,一路走來充滿艱辛!然而,制造一部微型機器人可不只需要芯片而已,還需要機構本體、馬達與傳感器等組件,所謂「麻雀雖小,五臟俱全?!箼C器人的標準配備一樣都不能少,這可不容易!
目前微型機器人的進展如何呢?
根據(jù)近期媒體報導,美國華盛頓大學的研究團隊已經(jīng)研發(fā)出微型飛行機器人RoboFLy,它的重量只有一根牙簽重,利用雷射照射頭部的太陽能板提供電力,因此可無線飛行,免去攜帶電池,但也因為必須維持雷射光照射,無法飛太遠,只能短暫飛行。即使如此,RoboFLy已經(jīng)開啟許多可能,相信在動力來源改善后,在飛行范圍與續(xù)航力上勢必能提升。
美國一線大學,如哈佛大學、麻省理工學院與加州大學等,持續(xù)都有類RoboFLy的研究,原因就在于它極高的應用價值,除了前面所提到可用于偵搜博派變形金剛的蹤跡外,也可用來協(xié)助災區(qū)搜救、環(huán)境監(jiān)測與植物授粉等。
要開發(fā)這么小尺寸的機器人難度當然很高,整體機構以及控制模塊都必須大幅微小化,這不是傳統(tǒng)機電系統(tǒng)的制造方式可以辦到,而是要建構出所謂的微機電系統(tǒng)(Micro-electro-mechanical Systems,MEMS)。話說MEMS中的組件大小,一般介于1到100微米 (也就是0.001到0.1公厘),這是肉眼難以分辨的程度,是不是回頭打造高達還比較實際些?
隨半導體的進展,有機會開發(fā)出納米等級的奈機電系統(tǒng)嗎?
話雖如此,微型機器人仍持續(xù)往更小尺寸邁進,隨著半導體制程技術的進展,有朝一日真有機會開發(fā)出納米(0.001微米)等級的奈機電系統(tǒng)(Nano-electro-mechanical system)嗎?
根據(jù)報導,美國加州大學早先已成功開發(fā)出約20微米長、人類頭發(fā)寬度,足以進入老鼠體內(nèi)的管狀機器人Nanobot。它身形極其細小,但仍具有類似微馬達的運動機制,足以在動物體內(nèi)移動,并且可與生物組織兼容,不至于危害生命本身。當它進入老鼠胃后,便開始溶解,管內(nèi)的藥物也隨之滲透到胃中。拜它可在生物體內(nèi)自行移動的特性所賜,相對于一般藥物經(jīng)由被動方式吸收,它更能精準直指關鍵部位,療效自然大增,也順勢開啟了新的醫(yī)學治療途徑。
綜觀近幾年的科幻大片,屢屢都是具有諸般神力漫威英雄的天下,但其中竟也包括了一位由保羅.路德所飾演的「蟻人」,蟻人當然就是螞蟻般大小,他個頭雖小,威力仍是漫威等級,也能指揮螞蟻大軍,而且還有黃蜂女當女朋友,絕對稱得上是微型機器人的最佳榜樣。
當然蟻人的「機構」本身就是由人體縮小而來,無須費心打造,而微型機器人中的每個組件都是需要細細雕琢。該如何運用工程手段復刻出蟻人機器人呢?這可是個超高難度的挑戰(zhàn),但正也是開發(fā)微形機器人的樂趣所在。