12 насадок для расчистки снега или уборки рабочей площадки.
May 14, 202312 насадок для расчистки снега или уборки рабочей площадки.
Jan 02, 202414 навесного оборудования для уборки снега.
May 08, 2023BMW i7 M70 xDrive 2024 года производит бесшумные 650 л.с.
Mar 24, 2023Линейный привод, напечатанный на 3D-принтере, дешев и прочен
Sep 29, 2023Электрохимические захваты, основанные на настройке поверхностных сил для применения в микротехнологиях.
Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 7885 (2023) Цитировать эту статью
447 Доступов
1 Альтметрика
Подробности о метриках
Существующие подходы к роботизированным манипуляциям часто основаны на использовании внешних механических устройств, таких как гидравлические и пневматические устройства или захваты. Оба типа устройств могут быть адаптированы к микророботам лишь с трудом, а к нанороботам – не все. Здесь мы представляем принципиально иной подход, основанный на настройке самих действующих поверхностных сил, а не на приложении внешних сил с помощью захватов. Настройка сил достигается за счет электрохимического контроля диффузного слоя электрода. Такие электрохимические захваты можно интегрировать непосредственно в атомно-силовой микроскоп, что позволяет выполнять процедуры «взять и разместить», обычно используемые в макроскопической робототехнике. Из-за низких потенциалов небольшие автономные роботы также могут быть оснащены электрохимическими захватами, которые будут особенно полезны в мягкой робототехнике, а также наноробототехнике. Более того, эти захваты не имеют движущихся частей и могут быть включены в новые концепции приводов. Эту концепцию можно легко уменьшить и применить к широкому кругу объектов, таких как коллоиды, белки и макромолекулы.
Робототехника – ключевая технология XXI века. В настоящее время роботы манипулируют объектами длиной от нескольких метров до нескольких микрометров. Уменьшение масштабов длины, которые обычно доступны с помощью роботизированных подходов, будет иметь большое значение для нанотехнологий и медицины. В последние годы для этих целей использовались различные микро- и наноробототехнические подходы. При достижении коллоидной области, то есть нескольких микрометров и меньше, поверхностные силы начинают становиться все более важными для робототехники, и устоявшиеся концепции макроскопического мира больше не могут применяться1,2,3,4,5,6,7, 8. В частности, процесс «взятия и размещения», то есть сложный процесс захвата, поднятия и последующего освобождения объекта в определенном положении, становится все более и более трудным для реализации9,10. Из-за повсеместного притяжения Ван-дер-Ваальса (vdW) и капиллярных сил1,11 небольшие предметы необратимо прилипают к поверхностям. Таким образом, захваты (см. рис. 1a,b), инструмент, общий для макроскопической робототехники, становятся сильно ограниченными в своих функциях при небольшой длине, даже если они оснащены специально разработанными модификациями поверхности 11,12,13. Несмотря на недавние достижения в разработке новых исполнительных систем14,15, которые в принципе позволят обеспечить дальнейшую миниатюризацию захватов, физические ограничения, налагаемые поверхностными силами, останутся в силе. Внедрение новых подходов, которые полагаются на управление самими поверхностными силами, а не на оптимизацию инструментов из макроскопического мира, представляет собой важный шаг к расширению процессов роботизированного манипулирования на низком микро- и нанометровом уровне. Таким образом, можно будет сохранить устоявшиеся процессы манипуляций, такие как «взять и разместить» для работы с коллоидными частицами и макромолекулами.
Принципы роботизированных манипуляций от макро- до наномасштаба. (а) Макроскопический 6-осевой робот «классического» дизайна. (б) Захватное приспособление для макроскопического робота и (в) присоска соответственно. (г) Аналогичная роботизированная платформа для микроманипуляций (здесь в сочетании со сканирующим электронным микроскопом, СЭМ). (д) Захват для вышеупомянутой платформы микроманипуляции, который позволяет манипулировать коллоидными частицами. (f) Эквивалент присоски, который можно комбинировать с атомно-силовым микроскопом (АСМ). На вставке показан полый микрофлюидный кантилевер АСМ с апертурой диаметром 2 мкм, который можно напрямую подключить к нанофлюидному контроллеру. (g) Кончик кантилевера АСМ по сравнению с глазом мухи в СЭМ. (h) Пример наноманипулирования путем применения сил сдвига с помощью АСМ для перемещения частиц в определенные места на образце. (i) Отдельные этапы манипуляции для «выбора», «положения» и «высвобождения» соответственно проиллюстрированы человеческой рукой в макроскопическом масштабе. (j) Распространение концепции «выбрать» и «поместить» на коллоидную область и за ее пределы: вместо применения механического давления силы взаимодействия настраиваются извне. Зеленый цвет указывает на притягивающие взаимодействия (т. е. эквивалент «захвата»), а красный указывает на отталкивающие взаимодействия (т. е. эквивалент «освобождения»).
3.0.CO;2-G" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1002%2F1521-4117%28200207%2919%3A3%3C129%3A%3AAID-PPSC129%3E3.0.CO%3B2-G" aria-label="Article reference 45" data-doi="10.1002/1521-4117(200207)19:33.0.CO;2-G"Article CAS Google Scholar /p>