Minijaturizacija u robotici uključuje smanjenje veličine robota i njihovih komponenti uz povećanje njihove snage. Radi se o stavljanju senzora, računala, upravljanja napajanjem i aktuatora na manje površine bez žrtvovanja preciznosti ili pouzdanosti.
Ovi novi strojevi mogu obavljati zadatke na mjestima koja su premalena za dohvat većih strojeva ili ljudi, što ih čini optimalnim za tvornice, bolnice i rudnike.
Prednosti kompaktnih robotskih sustava
Pomak prema minijaturizaciji nudi značajne prednosti, zbog čega se razvija i koristi u mnogim znanstvenim i industrijskim područjima.
Poboljšana brzina i točnost
Manje komponente su prirodno lakše. Ova smanjena masa omogućuje puno brže ubrzavanje i usporavanje.
Kada su zazori, savijanje i zazor svedeni na najmanju moguću mjeru u manjim razmjerima, povećava se preciznost. U mikro-montaži ili inspekciji, to znači strože praćenje putanje, kraće cikluse i manje prekoračenja.
Poboljšana učinkovitost i niži troškovi
Manji paketi obično troše manje energije i koriste manje materijala, smanjujući proizvodne i operativne troškove. Tvrtke koje žele povećati automatizaciju gledaju na kompaktne robote kao na pristupačno i održivo rješenje koje može uštedjeti dragocjeni prostor u tvornicama, laboratorijima, skladištima i drugim objektima.
Veća dostupnost i mobilnost
Kompaktni roboti mogu doseći mjesta gdje veći strojevi ne mogu. Dronovi za inspekciju u kavezu bez problema se provlače kroz kanale, spremnike i posude.
Laboratoriji i transportni odjeli koristili su-zaštićene letjelice bez posade (UAV) za snimanje mostova i-ograničenih prostora, gdje je GPS zabranjen, a ulazak ljudi bio bi spor ili opasan. Minijaturni zemaljski roboti i bacači-botovi na sličan način izviđaju usku unutrašnjost prije nego što ih ljudi slijede.
Tehnologija iza minijaturizacije u robotici
Ovaj pomak prema manjim robotima izgrađen je na desetljećima napretka u mikro{0}}inženjeringu. Ključne elektroničke komponente omogućile su današnje kompaktne robote.
Napredak u MEMS-u
Mikro-elektro-mehanički sustavi (MEMS) omogućuju da očitavanje i aktiviranje kamenca-na čipu postanu rutina. Oni integriraju sićušne mehaničke elemente, senzore i elektroniku na jedan silikonski čip, koji funkcionira kao "oči i uši" malih robota.
Budući da su mali i energetski-učinkoviti, MEMS su prikladni za autonomne sustave. Sveučilišni programi ocrtavaju kako MEMS sada pokriva inercijsko očitavanje, praćenje okoliša, mikrofluidiku, pa čak i lagano upravljanje - sve po veličinama i cijenama koje odgovaraju minijaturnim robotima.
Uloga mikrokontrolera
Upravljački sustav je mozak, au minijaturnim robotima to je mikrokontroler. Mikrokontroler je kompletan računalni sustav na jednom integriranom krugu koji sadrži procesor, memoriju i ulazno/izlazne periferije. Može raditi kao jedna jedinica za-obradu signala u stvarnom vremenu, što je ključno za zadatke poput balansiranja ili navigacije preprekama.
Ovaj se koncept proteže na meku robotiku. Meke strukture prilagođavaju se površinama, raspoređujući stres na veći volumen i učinkovito smanjujući udarnu silu. Takve su strategije privlačne za projektiranje i konstruiranje sustava za rukovanje nizom lomljivih ili nepravilno oblikovanih predmeta ili za rad u blizini ljudi. Cilj je stvoriti bioinspirirane robote koji omogućuju prilagodljive i fleksibilne interakcije s nepredvidivim okruženjima.
Aplikacije-za minijaturizaciju u stvarnom svijetu
Došla su uzbudljiva vremena, a nekoliko kompanija prednjači s vlastitim verzijama snažnih, kompaktnih robota. Evo nekoliko primjera.
Primjene u medicini i zdravstvu
Medtronicovi kirurški roboti
Medtronic razvija robot{0}}operacijske platforme i usredotočio se na sustave za zahvate na kralježnici i mozgu otkako je kupio Mazor Robotics. Postigla je napredak u mekim, upravljivim kateterima-promjenjivim oblikom i instrumentima za srčana i endovaskularna liječenja.
Cilj tvrtke je razviti robotske katetere koji mogu mijenjati oblik pod vodstvom snimanja kako bi upravljali okruženjima-koja srca.
Da Vinci sustav Intuitive Surgical
Kirurški sustav da Vinci ima moć minijaturizacije u različitim razmjerima. Iako je sam robot Intuitive Surgical velik, njegovi su instrumenti maleni. Ovi mali alati omogućuju kirurzima izvođenje složenih, minimalno invazivnih zahvata s lakoćom, što rezultira manjim traumama i bržim oporavkom pacijenata.
Industrijski i proizvodni
Mecademic Meca500
Mecademic je rekao da je njegov Meca500 jedan od najmanjih i najpreciznijih šest-osnih industrijskih robotskih ruku za mikro-testiranje i inspekciju sklopova.
Laboratorij MIT Lincoln demonstrirao je glavu za mikroplazma raspršivanje postavljenu na Meca500 za ispis elektroničkih materijala, ilustrirajući kako sićušni krakovi omogućuju tijek rada laboratorijskih -stolova. Bolnice i jezgre za snimanje također postavljaju Meca500 jedinice za automatizirano rukovanje uzorcima.