Gipahimuslan ang usa ka panghitabo nga nailhan nga micro-emergent nga kinaiya, ang mga inhenyero sa MIT nakamugna ug elementarya nga mga microparticle nga mahimong kolektibong makahimo og mga sopistikado nga mga kalihokan, sama sa usa ka kolonya sa hulmigas nga nagtukod og mga tunnel o pagpangita alang sa pagkaon. Kung ang mga microparticle magtinabangay, makahimo sila usa ka orasan nga nag-oscillates sa gamay kaayo nga frequency. Gipakita sa mga tigdukiduki nga posible nga gamiton kini nga mga oscillation aron magamit ang gagmay nga mga robotic nga aparato.
"Kini nga pamatasan mahimong hubaron sa usa ka built-in nga oscillating electrical signal, nga, gawas nga interesado sa pisika, mahimong epektibo kaayo sa microrobotic autonomy. Daghang mga bahin sa elektrisidad ang nanginahanglan niini nga klase sa oscillatory input, lakip si Jingfan Yang, usa ka bag-o nga gradwado sa MIT ug usa sa mga nag-unang tagsulat sa pagtuon, ”dugang.
Ang mga partikulo sa sangkap sa bag-ong oscillator nakigbahin sa usa ka yano nga mekanismo sa kemikal nga nagtugot kanila nga makigkomunikar sa usag usa pinaagi sa pagporma ug pagbuak sa gagmay nga mga bula sa gas. Kini nga mga interaksyon, ubos sa husto nga mga kondisyon, moresulta sa usa ka oscillator nga mopitik sa mga agwat sa pipila ka segundo, sama sa usa ka orasan.
Sumala sa Michael Strano, Propesor sa Chemical Engineering sa MIT, "Kami naningkamot sa pagpangita alang sa yano kaayo nga mga lagda o mga kabtangan nga mahimo nimong i-code sa medyo yano nga microrobotic nga mga makina aron mahimo namon sila nga maghimo labi ka komplikado nga mga buluhaton sa kadaghanan."
Si Thomas Berrueta, usa ka graduate nga estudyante sa Northwestern University ubos sa paggiya ni Propesor Todd Murphey, usa ka co-author sa pagtuon kauban si Yang.
Ang mga kolonya sa insekto sama sa mga hulmigas ug mga buyog makahimo sa mga buluhaton nga dili makompleto sa usa ka miyembro sa grupo, nga usa ka ehemplo sa mitungha nga kinaiya.
"Ang mga hulmigas adunay gagmay nga mga utok ug naghimo sa labi ka sukaranan nga mga gimbuhaton sa panghunahuna, apan kung magtinabangay sila makahimo sila mga katingalahang butang. Makatigom sila ug pagkaon ug makamugna niining mga komplikadong sistema sa tunel,” miingon si Strano. "Ang mga physicist ug mga inhenyero sama nako gusto nga masabtan kini nga mga lagda tungod kay kini nagpasabut nga makahimo kita og gagmay nga mga binuhat nga magtinabangay aron matuman ang mga komplikado nga buluhaton."
Niini nga proyekto, ang tumong mao ang paghimo og mga partikulo nga makahimo og mga oscillations o rhythmic nga mga lihok sa ubos kaayo nga frequency. Hangtud bag-o lang, ang paghimo og mga low-frequency nga micro-oscillator nanginahanglan mahal, komplikado nga mga elektroniko o espesyal nga mga materyales nga adunay komplikado nga chemistry.
Alang niini nga pagtuon, ang mga tigdukiduki nagmugna og mga disk nga 100 microns ang diyametro isip elementarya nga mga partikulo. Ang platinum patch sa SU-8 polymer-based discs makapadali sa pagkakabig sa hydrogen peroxide ngadto sa tubig ug oxygen.
Ang mga partikulo lagmit nga mobalhin padulong sa tumoy sa usa ka tinulo nga hydrogen peroxide kung ibutang sa ibabaw sa tinulo sa usa ka patag nga nawong. Nakig-interact sila sa ubang mga partikulo sa kontak sa likido-hangin. Ang matag partikulo nagmugna og gamay nga bula sa oksiheno, ug kung ang duha ka mga partikulo magkaduol nga igo aron makig-interact, ang mga bula mobuto ug ang mga partikulo magbulag. Ang proseso unya magsugod pag-usab sa pagporma sa bag-ong mga bula.
Kung ang mga partikulo magtinabangay, si Yang nag-ingon, "mahimo nila ang usa ka butang nga talagsaon ug mapuslanon, nga sa tinuud lisud nga makab-ot sa microscale. Ang usa ka partikulo sa iyang kaugalingon nagpabilin nga walay paglihok ug walay bisan unsa nga makaiikag.
Nadiskobrehan sa mga siyentista nga ang duha ka mga partikulo makahimo og usa ka kasaligan nga oscillator, apan ang ritmo mahimong dili maayo samtang daghang mga partikulo ang idugang. Bisan pa, ang pagdugang sa usa ka partikulo nga gamay nga lahi sa uban mahimo’g magsilbi nga usa ka "lider" nga naghan-ay pag-usab sa ubang mga partikulo sa usa ka ritmikong oscillator.
Kini nga partikulo sa lider parehas ang gidak-on sa ubang mga partikulo, apan tungod kay kini adunay usa ka gamay nga mas dako nga patch sa platinum, kini makahimo og mas dako nga bula sa oxygen. Kini nagtugot niini nga partikulo sa paglalin ngadto sa sentro sa cluster, diin kini nagkontrolar sa oscillations sa tanan nga uban nga mga partikulo. Nadiskobrehan sa mga tigdukiduki nga makahimo sila og mga oscillator nga adunay labing menos 11 ka mga partikulo gamit kini nga pamaagi.
Kini nga oscillator adunay frequency gikan sa 0,1 ngadto sa 0,3 hertz, depende sa gidaghanon sa mga partikulo; parehas kini sa mga low-frequency oscillator nga nagkontrol sa biolohikal nga mga proseso sama sa paglakaw ug pagpitik sa kasingkasing.
Oscillating Current
Gipakita usab sa mga tigdukiduki kung giunsa nila magamit ang ritmikong mga beat sa kini nga mga partikulo aron makahimo usa ka nag-oscillating nga kuryente. Aron makab-ot kini, migamit sila ug platinum ug ruthenium o gold fuel cell imbes nga platinum catalyst. Ang boltahe sa fuel cell nakabig ngadto sa usa ka oscillating karon pinaagi sa mekanikal nga oscillation sa mga partikulo nga ritmo pagbag-o sa resistensya gikan sa usa ka tumoy sa fuel cell ngadto sa lain.
Sa pipila ka mga kaso, sama sa pag-power sa gagmay nga mga robot nga naglakaw, mahimong mapuslanon ang pagmugna og usa ka oscillating nga sulog kaysa usa ka kanunay nga sulog. Kini nga pamaagi gigamit sa mga tigdukiduki sa MIT aron ipakita nga mahimo nila ang gahum sa usa ka micro-actuator nga nagsilbing mga bitiis sa usa ka gamay nga robot sa paglakaw nga kaniadto gibuhat sa mga tigdukiduki sa Cornell University. Ang tinubdan sa laser sa unang modelo nagkinahanglan sa kasamtangan nga oscillated sa tawo, puli-puli nga gitumong sa matag set sa mga bitiis. Pinaagi sa paggamit sa usa ka wire aron ipadala ang kasamtangan gikan sa mga partikulo ngadto sa actuator, gipakita sa mga tigdukiduki sa MIT nga ang built-in nga oscillating current nga gimugna sa mga partikulo niini makahimo sa cyclic motion sa microrobotic leg.
Matod ni Strano, gipakita niya kung giunsa ang usa ka mekanikal nga oscillation mahimong mabag-o nga usa ka electrical oscillation, nga mahimo’g magamit aron magamit ang mga robotic nga buluhaton.
Ang pagpugong sa mga panon sa gagmay nga mga autonomous nga robot nga mahimong magamit nga mga sensor aron ma-monitor ang polusyon sa tubig usa sa mga potensyal nga gamit sa kini nga matang sa teknolohiya.
Tinubdan: techxplore
📩 13/10/2022 19:56
Mahimo nga una nga mokomentaryo