Kontent qismiga oʻtish

Mikrorobototexnika

ZiyoSfera, erkin ensiklopediya
Har birining eni 3 sm (5 m) dan kichik boʻlgan Jasmine mini-robotlari

Mikrorobototexnika (yoki mikrorobotika) – bu miniatyura robototexnika sohasi boʻlib, xususan, oʻziga xos oʻlchamlari 1 mm dan kam boʻlgan mobil robotlarni oʻz ichiga oladi. Shuningdek, ushbu atama mikrometr oʻlchamidagi butlovchi qismlar bilan ishlashga qodir boʻlgan robotlarga nisbatan ham qoʻllanilishi mumkin.

Tarixi

Mikrorobotlar 20-asrning soʻnggi oʻn yilligida mikrokontrollerlarning paydo boʻlishi hamda kremniy asosidagi mikroelektromexanik tizimlar (MEMS) rivojlanishi tufayli dunyoga keldi, Shunday boʻlsada, koʻplab mikrorobotlar datchiklardan tashqari boshqa mexanik qismlar uchun kremniydan foydalanmaydi. Bunday kichik robotlarning eng dastlabki tadqiqotlari va konseptual loyihalari 1970-yillarning boshlarida AQSH razvedka agentliklari uchun oʻtkazilgan maxfiy tadqiqotlar doirasida amalga oshirilgan. Oʻsha paytda koʻzda tutilgan joriy qilingan sohalar qatoriga harbiy asirlarni qutqarishda yordam berish va elektron maʼlumotlarni tutib olish missiyalari kirgan. Miniatyuralashtirishni qoʻllab-quvvatlovchi asosiy texnologiyalar u davrda hali toʻliq rivojlanmagan edi, shu sababli ushbu dastlabki hisob-kitoblar va loyihalardan prototiplarni ishlab chiqishda darhol natija chiqmagan[1]. 2008-yil holatiga koʻra, eng kichik mikrorobotlar tirnalish orqali yuradigan mexanizmdan foydalanadi[2].

Simsiz aloqa vositalari, ayniqsa Wi-Fi (yaʼni uy tarmoqlari) rivojlanishi mikrorobotlarning aloqa imkoniyatlarini va buning natijasida murakkabroq vazifalarni bajarish uchun boshqa mikrorobotlar bilan muvofiqlashish qobiliyatini sezilarli darajada oshirdi. Darhaqiqat, soʻnggi tadqiqotlarning aksariyati mikrorobotlar oʻrtasidagi aloqaga qaratilgan boʻlib, bularga misol sifatida Garvard universitetida turli shakllarga oʻz-oʻzidan yigʻiladigan 1024 ta robotni hamda DARPA agentligining „Makromahsulotlar uchun mikrozavod“ dasturi doirasida SRI International tomonidan ishlab chiqilgan[3], yengil va yuqori mustahkamlikdagi konstruksiyalarni qurishga qodir mikrorobotlarni keltirish mumkin[4][5].

Shuningdek, metall va elektronika oʻrniga biologik toʻqimalardan foydalangan holda ksenobotlar deb ataladigan mikrorobotlar ham yaratildi[6]. Ksenobotlar anʼanaviy mikrorobotlarga xos boʻlgan baʼzi texnologik va ekologik murakkabliklardan xoli, chunki ular oʻz-oʻzidan quvvatlanadi, biologik parchalanadi va biologik jihatdan mos keluvchan hisoblanadi.

Taʼriflar

„Mikro“ prefiksi subyektiv ravishda shunchaki „kichik“ degan maʼnoda ishlatilib kelingan boʻlsa-da, uzunlik oʻlchovlarini standartlashtirish chalkashliklarning oldini oladi. Shunga koʻra, nanorobot oʻziga xos oʻlchamlari 1 mikrometrga teng yoki undan kichik boʻlgan, yoxud 1 dan 1000 nm gacha boʻlgan oʻlcham diapazonidagi butlovchi qismlarni boshqara oladigan qurilmadir. Mikrorobotning xarakterli oʻlchamlari 1 millimetrdan kam, millirobotning oʻlchamlari 1 santimetrdan kam, minirobotning oʻlchamlari 10 santimetrdan kam va kichik robotning oʻlchamlari 100 santimetrdan kam boʻladi. Koʻpgina manbalarda, shuningdek, 1 millimetrdan katta robotlar mikrorobotlar sifatida yoki 1 mikrometrdan katta robotlar nanobotlar sifatida ham tasvirlanadi[7].

Loyihalashdagi eʼtiborga molik jihatlar

Mikrorobotlarning harakatlanish usuli ularning maqsadi va zaruriy oʻlchamidan kelib chiqadi. Submikron (mikrondan kichik) oʻlchamlarda jismoniy dunyo harakatlanishning biroz gʻalati usullarini talab qiladi. Havodagi robotlar uchun Reynolds soni birdan kichik boʻladi; bunda qovushqoqlik kuchlari inersiya kuchlaridan ustunlik qiladi, shuning uchun „uchish“da Bernulli koʻtarish kuchi tamoyilidan koʻra, havoning qovushqoqligidan foydalanish mumkin[8]. Suyuqliklar ichida harakatlanuvchi robotlar esa E. coli tayoqchasining harakatchan shakli kabi aylanuvchi xivchinlarni talab qilishi mumkin. Sakrab harakatlanish esa sezilmas va energiya jihatidan samarali boʻlib, u robotga turli xil relyef yuzalaridan oʻtish imkonini beradi. Ilk hisob-kitoblar (Solem 1994) jismoniy realliklarga asoslangan ehtimoliy xatti-harakatlarni oʻrganib chiqqan[9].

Mikrorobotni ishlab chiqishdagi eng katta qiyinchiliklardan biri – juda cheklangan quvvat manbai yordamida harakatga erishishdir. Mikrorobotlar tangasimon batareya kabi kichik va yengil quvvat manbalaridan foydalanishi yoki atrof-muhitdan tebranish yoki yorugʻlik energiyasi shaklida quvvat toʻplashi mumkin[10]. Hozirgi kunda mikrorobotlar robotik qurilmani harakatga keltirish uchun atrofdagi suyuqlikdan kimyoviy quvvat oluvchi xivchinli Serratia marcescens kabi biologik motorlardan ham quvvat manbai sifatida foydalanmoqda. Ushbu biorobotlarni xemotaksis yoki galvanotaksis kabi stimullar orqali bevosita boshqarish mumkin boʻlib, buning uchun bir nechta boshqaruv sxemalari mavjud. Bortdagi batareyaga ommabop muqobil variant – robotlarni tashqi tomondan yoʻnaltirilgan quvvat yordamida energiya bilan taʼminlashdir. Bunga mikrorobotlarni faollashtirish va boshqarish uchun elektromagnit maydonlar, ultratovush va yorugʻlikdan foydalanish misol boʻladi.

Manbalar

  1. ↑ Solem, J. C. (1996). "The application of microrobotics in warfare". Los Alamos National Laboratory Technical Report LAUR-96-3067. doi:10.2172/369704. http://www.osti.gov/scitech/servlets/purl/369704. 
  2. ↑ „Microrobotic Ballet“. Duke University (2008-yil 2-iyun). 2011-yil 3-aprelda asl nusxadan arxivlangan. Qaraldi: 2014-yil 24-avgust.
  3. ↑ Hauert, Sabine. „Thousand-robot swarm assembles itself into shapes“. Ars Technica (2014-yil 14-avgust). Qaraldi: 2014-yil 24-avgust.
  4. ↑ Misra, Ria. „This Swarm Of Insect-Inspired Microbots Is Unsettlingly Clever“. io9 (2014-yil 22-aprel). Qaraldi: 2014-yil 24-avgust.
  5. ↑ Temple, James. „SRI Unveils Tiny Robots Ready to Build Big Things“. re/code (2014-yil 16-aprel). 2014-yil 25-avgustda asl nusxadan arxivlangan. Qaraldi: 2014-yil 24-avgust.
  6. ↑ Kriegman, Sam; Blackiston, Douglas; Levin, Michael; Bongard, Josh (2020). "A scalable pipeline for designing reconfigurable organisms". Proceedings of the National Academy of Sciences 117 (4): 1853–1859. doi:10.1073/pnas.1910837117. PMID 31932426. PMC 6994979. //www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=6994979. 
  7. ↑ „Microrobotics: Tiny Robots and Their Many Uses | Built In“ (en). builtin.com. Qaraldi: 2024-yil 26-yanvar.
  8. ↑ Solem, J. C. „The motility of microrobots“, . Artificial Life III: Proceedings of the Workshop on Artificial Life, June 1992, Santa Fe, NM, Proceedings, Santa Fe Institute studies in the sciences of complexity Langton, C.: . Santa Fe Institute Studies in the Sciences of Complexity (Addison-Wesley, Reading, MA), 1994 — 359–380-bet. 
  9. ↑ Kristensen, Lars Kroll „Aintz: A study of emergent properties in a model of ant foraging“, . Artificial Life VII: Proceedings of the Seventh International Conference on Artificial Life. MIT Press, 2000 — 359-bet. ISBN 978-0-262-52290-8. 
  10. ↑ Meinhold, Bridgette. „Swarms of Solar Microbots May Revolutionize Data Gathering“. Inhabitat (2009-yil 31-avgust). 
"https://ziyosfera.uz/index.php?title=Mikrorobototexnika&oldid=613422" dan olindi