Miniaturizarea în robotică implică reducerea dimensiunii roboților și a componentelor acestora, în același timp cu creșterea puterii acestora. Este vorba despre a pune senzori, computere, managementul energiei și dispozitive de acţionare într-o amprentă mai slabă, fără a sacrifica precizia sau fiabilitatea.
Aceste noi mașini pot îndeplini sarcini în locuri prea mici pentru ca mașinile mai mari sau oamenii să le ajungă, făcându-le optime pentru fabrici, spitale și mine.
Avantajele sistemelor robotizate compacte
Trecerea către miniaturizare oferă beneficii semnificative, motiv pentru care este dezvoltată și utilizată în multe domenii științifice și industriale.
Viteză și precizie îmbunătățite
Componentele mai mici sunt în mod natural mai ușoare. Această masă redusă permite o accelerare și decelerare mult mai rapide.
Atunci când distanțele, flexia și jocul sunt reduse la minimum la scări mai mici, precizia crește. În micro-asamblare sau inspecție, asta se traduce printr-o urmărire mai strictă a traseului, cicluri mai scurte și mai puțină depășire.
Eficiență îmbunătățită și costuri mai mici
Pachetele mai mici consumă de obicei mai puțină energie și folosesc mai puține materiale, reducând costurile de producție și operaționale. Companiile care doresc să extindă automatizarea văd roboții compacti ca pe o soluție accesibilă și durabilă care poate economisi spațiu valoros în fabrici, laboratoare, depozite și alte facilități.
Mai multă accesibilitate și mobilitate
Roboții compacti pot ajunge în locuri pe care mașinile mai mari nu le pot. Dronele de inspecție în cușcă trec prin conducte, rezervoare și vase fără probleme.
Laboratoarele și departamentele de transport au folosit vehicule aeriene fără echipaj (UAV) protejate cu cușcă-pentru poduri și imagini în spațiu-închis, în care GPS-ul este interzis și intrarea omului ar fi lentă sau periculoasă. Roboții la sol în miniatură și roboții-de aruncare caută în mod similar interioarele strânse înainte ca oamenii să le urmeze.
Tehnologia din spatele miniaturizării în robotică
Această trecere către roboți mai mici se bazează pe zeci de ani de progres în inginerie la micro{0}}scală. Componentele electronice cheie au făcut posibili roboții compacti de astăzi.
Progrese în MEMS
Sistemele micro-electro-mecanice (MEMS) permit detectarea și acţionarea la scară-chipului să devină o rutină. Ei integrează elemente mecanice minuscule, senzori și electronice pe un singur cip de siliciu, funcționând ca „ochii și urechile” roboților mici.
Deoarece sunt mici și{0}}eficiente energetic, MEMS sunt potrivite pentru sisteme autonome. Programele universitare subliniază modul în care MEMS acoperă acum detectarea inerțială, monitorizarea mediului, microfluidica și chiar direcția ușoară -, toate la dimensiuni și costuri care se potrivesc cu roboții miniaturali.
Rolul microcontrolerului
Sistemul de control este creierul, iar în roboții miniaturali, acesta este microcontrolerul. Un microcontroler este un sistem de calcul complet pe un singur circuit integrat care conține un procesor, memorie și periferice de intrare/ieșire. Este capabil să ruleze ca o singură unitate pentru procesarea semnalului-în timp real, ceea ce este vital pentru sarcini precum echilibrarea sau navigarea obstacolelor.
Acest concept se extinde la robotica soft. Structurile moi se conformează suprafețelor, distribuind stresul pe un volum mai mare și reducând eficient forța de impact. Astfel de strategii sunt atrăgătoare pentru proiectarea și construirea de sisteme care să gestioneze o serie de obiecte fragile sau de formă neregulată sau să funcționeze în jurul oamenilor. Scopul este de a crea roboți bioinspirați care să permită interacțiuni adaptive și flexibile cu medii imprevizibile.
Aplicații de miniaturizare{0}}lumea reală
Vremurile interesante sunt aici, iar mai multe companii sunt în frunte cu propriile versiuni de roboți puternici și compacti. Iată câteva exemple.
Aplicații medicale și medicale
Roboții chirurgicali ai Medtronic
Medtronic dezvoltă platforme de chirurgie asistată de robot-și s-a concentrat pe sisteme pentru procedurile coloanei vertebrale și ale creierului de când a achiziționat Mazor Robotics. A făcut progrese în ceea ce privește cateterele și instrumentele moi, orientabile și-modificabile pentru tratamente cardiace și endovasculare.
Scopul companiei este de a dezvolta catetere robotizate care își pot schimba forma sub îndrumarea imagistică pentru a naviga în mediile inimii care bat-.
Sistemul da Vinci de la Intuitive Surgical
Sistemul chirurgical da Vinci prezintă puterea miniaturizării la o scară diferită. În timp ce robotul Intuitive Surgical în sine este mare, instrumentele sale sunt minuscule. Aceste instrumente mici permit chirurgilor să efectueze cu ușurință proceduri complexe, minim invazive, rezultând mai puține traume și o recuperare mai rapidă a pacientului.
Industrială și de producție
Mecademic Meca500
Mecademic a spus că Meca500 este unul dintre cele mai mici și mai precise brațe robot industriale cu șase-axe din lume pentru testarea și inspecția micro-asamblarilor.
Laboratorul MIT Lincoln a demonstrat un cap de pulverizare cu microplasmă montat pe un Meca500 pentru a imprima materiale electronice, ilustrând modul în care brațele minuscule permit fluxurile de lucru de fabricație de laborator-banc. Spitalele și nucleele de imagistică implementează, de asemenea, unități Meca500 pentru manipularea automată a probelor.