Материалы

МИКРОРОБОТОТЕХНИКА, направление в науке и технике по иссл., разработке конструкций микророботов, микроинструментов, вспомогат. технол. оборудования, устройств и алгоритмов управления ими. К микророботам относятся роботы, размеры (дл., выс., шир.) к‑рых менее 1 см или достигающие при движении и манипуляциях точности менее 1 мкм. Микророботы могут быть стационарными и мобильными. Мобильные микророботы представляют собой системы, состоящие из подвижной платформы и установленного на ней специализир. технол. инструмента (микроманипуляторы, формообразующие микроинструменты, средства сбора информации и др.). По способу перемещения их подразделяют на гусеничные, колёсные, летающие, плавающие, шагающие, прыгающие. В качестве приводов микророботов используют прямые преобразователи рода энергии, позволяющие напрямую, без использования промежуточных мех. устройств преобразования, посредством использования разл. физ. эффектов получать необходимый вид мех. движения — поступательное, вращательное или комбинированное. Существуют микроприводы, основанные на использовании пьезоэл., магнитострикц. эффектов, также эл.‑статич. микроприводы, микроэлектродвигатели, приводы на основе биметаллов, металлов и кристаллов с эффектом памяти, пневмо- и гидроприводы.

Отличия от стандартных схем, используемых в робототехнике, в конструкциях микророботов и микроинструментов вызваны особенностями взаимодействия микрообъектов (размером менее 0,1—0,5 мм) с поверхностью и друг с другом, вызванными тем, что большее, чем сила тяжести, влияние в микромире имеют адгезионные эффекты: силы Ван‑дер‑Ваальса, Казимира, Кулона, поверхностного натяжения. При построении систем управления микророботами используются алгоритмы искусств. интеллекта. М. применяют в пром‑сти (произ‑во микроэлектромех. систем), при дистанц. и неразрушающем контроле (мониторинг параметров окружающей среды, контроль труднодоступных и малоразмерных полостей разл. конструкций), в медицине и генетике (микрохирургия, операции с клеточным материалом), в науке (манипуляции в поле зрения микроскопа) и военных целях (микробеспилотный летат. аппарат, разминирование).

В РБ в 1996–2011 в УГАТУ под рук. Б.Г.Ильясова организована совм. с Ун‑том Карлсруэ (Германия) учеб.‑науч. лаб. М. Было разработано семейство мобильных пьезоэл. микророботов “МикРоб”, обладающих точностью до 10 нм и выполняющих высокоточные манипуляции под микроскопом. С 2000 совм. иссл. в области М. проводятся УГАТУ (О.В.Даринцев, А.Б.Мигранов, Р.А.Мунасыпов), Институтом механики (С.Ф.Урманчеев), с 2005 – Институтом физики перспективных материалов (Р.З.Валиев). Было получено более 23 патентов РФ на новые конструкции микророботов, микроприводов и микрозахватных устройств.

Лит.: Ильясов Б.Г., Даринцев О.В., Мунасыпов Р.А. Основы микроробототехники. Уфа, 2004.

О.В.Даринцев


Области прикладной науки и техники

РОБОТИЗАЦИЯ

Яндекс.Метрика