Robotikte minyatürleştirme, robotların ve bileşenlerinin boyutunu küçültürken güçlerini artırmayı içerir. Hassasiyet veya güvenilirlikten ödün vermeden sensörleri, bilgisayarları, güç yönetimini ve aktüatörleri daha az yer kaplayacak şekilde yerleştirmekle ilgilidir.
Bu yeni makineler, daha büyük makinelerin veya insanların ulaşamayacağı kadar küçük yerlerde görevler gerçekleştirebiliyor; bu da onları fabrikalar, hastaneler ve madenler için ideal hale getiriyor.
Kompakt robotik sistemlerin avantajları
Minyatürleştirmeye geçiş önemli faydalar sağlıyor; bu nedenle birçok bilimsel ve endüstriyel alanda geliştirilip kullanılıyor.
Gelişmiş hız ve doğruluk
Daha küçük bileşenler doğal olarak daha hafiftir. Bu azaltılmış kütle, çok daha hızlı hızlanma ve yavaşlamaya olanak tanır.
Daha küçük ölçeklerde boşluklar, esneklik ve boşluk en aza indirildiğinde hassasiyet artar. Mikro-montaj veya incelemede bu, daha sıkı yol takibi, daha kısa döngüler ve daha az aşma anlamına gelir.
Geliştirilmiş verimlilik ve daha düşük maliyetler
Daha küçük paketler genellikle daha az güç çeker ve daha az malzeme kullanır, böylece üretim ve işletme maliyetleri azalır. Otomasyonu ölçeklendirmek isteyen işletmeler, kompakt robotları fabrikalarda, laboratuvarlarda, depolarda ve diğer tesislerde değerli zemin alanından tasarruf edebilecek uygun fiyatlı ve sürdürülebilir bir çözüm olarak görüyor.
Daha fazla erişilebilirlik ve mobilite
Kompakt robotlar, daha büyük makinelerin ulaşamadığı yerlere ulaşabilir. Kafesli denetim dronları hiçbir sorun yaşamadan kanallardan, tanklardan ve kaplardan geçebilir.
Laboratuvarlar ve ulaştırma departmanları, GPS'in engellendiği ve insan girişinin yavaş veya tehlikeli olacağı köprü ve kapalı-alan görüntüleme için kafes-korumalı mürettebatsız hava araçlarını (İHA'lar) kullanmıştır. Minyatür yer robotları ve fırlatma-botları benzer şekilde, insanlar takip etmeden önce dar iç mekanları keşfeder.
Robotikte minyatürleştirmenin arkasındaki teknoloji
Daha küçük robotlara doğru olan bu geçiş, mikro-ölçekli mühendislikte onlarca yıllık ilerlemeye dayanmaktadır. Temel elektronik bileşenler günümüzün kompakt robotlarını mümkün kılmıştır.
MEMS'deki gelişmeler
Mikro-elektro-mekanik sistemler (MEMS), çip-ölçekli algılama ve çalıştırmanın rutin hale gelmesini sağlar. Küçük robotların "gözleri ve kulakları" olarak işlev gören küçük mekanik elemanları, sensörleri ve elektronikleri tek bir silikon çip üzerine entegre ediyorlar.
MEMS, küçük ve enerji{0}verimli olduğundan otonom sistemler için uygundur. Üniversite programları, MEMS'in artık atalet algılamayı, çevre izlemeyi, mikroakışkanları ve hatta hafif yönlendirmeyi - minyatür robotlara sığacak boyutlarda ve maliyetlerde nasıl kapsadığını özetlemektedir.
Mikrodenetleyicinin rolü
Kontrol sistemi beyindir ve minyatür robotlarda bu mikro denetleyicidir. Mikrodenetleyici, işlemci, bellek ve giriş/çıkış çevre birimlerini içeren tek bir entegre devre üzerindeki eksiksiz bir bilgi işlem sistemidir. Dengeleme veya engelleri aşma gibi görevler için hayati önem taşıyan gerçek-zamanlı sinyal işleme için tek bir birim olarak çalışabilir.
Bu konsept yumuşak robotiğe kadar uzanıyor. Yumuşak yapılar yüzeylere uyum sağlayarak stresi daha büyük bir hacme dağıtır ve darbe kuvvetini verimli bir şekilde azaltır. Bu tür stratejiler, bir dizi kırılgan veya düzensiz şekilli nesneyi idare edecek veya insanların etrafında çalışacak sistemleri tasarlamak ve inşa etmek için caziptir. Amaç, öngörülemeyen ortamlarla uyarlanabilir ve esnek etkileşimlere izin veren, biyo-esinli robotlar yaratmaktır.
Gerçek-dünya minyatürleştirme uygulamaları
Heyecan verici zamanlar geldi ve birçok şirket kendi güçlü, kompakt robot versiyonlarıyla bu yolda öncülük ediyor. İşte bazı örnekler.
Tıp ve sağlık uygulamaları
Medtronic'in cerrahi robotları
Medtronic, robot-destekli cerrahi platformları geliştiriyor ve Mazor Robotics'i satın aldığından beri omurga ve beyin prosedürlerine yönelik sistemlere odaklanıyor. Yumuşak, yönlendirilebilir ve şekil değiştiren-kateterler ve kalp ve endovasküler tedavilere yönelik aletler konusunda ilerleme kaydetti.
Şirketin hedefi, atan kalp ortamlarında gezinmek için görüntüleme rehberliği altında şekil değiştirebilen robotik kateterler geliştirmektir.
Sezgisel Cerrahi'nin da Vinci Sistemi
Da Vinci Cerrahi Sistemi, minyatürleştirmenin gücünü farklı bir ölçekte sunuyor. Intuitive Surgical'ın robotunun kendisi büyük olsa da aletleri çok küçük. Bu küçük araçlar, cerrahların karmaşık, minimal invaziv prosedürleri kolaylıkla gerçekleştirmesine olanak tanır, bu da daha az travma ve daha hızlı hasta iyileşmesi sağlar.
Endüstriyel ve imalat
Akademik Meca500
Mecademic, Meca500'ün mikro montaj testi ve muayenesi için dünyanın en küçük ve en hassas altı-eksenli endüstriyel robot kollarından biri olduğunu- söyledi.
MIT Lincoln Laboratuvarı, elektronik malzemeleri basmak için Meca500'e monte edilmiş bir mikroplazma püskürtme kafasını gösterdi; bu da küçük kolların laboratuvar tezgahında üretim iş akışlarını-nasıl mümkün kıldığını gösteriyor. Hastaneler ve görüntüleme merkezleri ayrıca otomatik numune işleme için Meca500 ünitelerini de kullanıyor.