「蟑螂」修理工領軍微型機器人

司機朋友們都知道,汽車半路拋錨是令人非常糟心的一件事兒。前不著村,後不著店,動又動不了,吃又沒吃的,只能在路邊等著乾著急。若干個小時之後,救援車現身的那一刻,簡直像天降救星一般令人感動。今天我們要介紹的這隻“蟑螂”,跟修汽車並沒有直接的關係,因為它是用來修飛機的。

英國著名航空發動機公司羅羅聯合哈佛大學、諾丁漢大學的科學家們最近公佈了一項微型機器人研發成果。為了能夠徹底改變發動機的維護和維修方式,他們正在研發一款“蟑螂”機器人,其能夠爬進飛機的引擎,然後進行作業。

這些“蟑螂”機器人都配備了攝像頭和3D掃描儀,進入發動機艙之後,所到之處,一覽無餘。在這些“蟑螂”機器人的幫助下,技術專家們不用拆開引擎就可以瞭解其內部損壞情況。以前需要五個小時才能完成的檢修任務,未來估計將可能只需要五分鐘。

但由於體型和發動機進入發動機路徑的限制,研發人員們還專門為其研發了一款蛇形機器人,目的是把這些執行任務的“蟑螂”機器人送到發動機中心。並且,這些大小隻有10毫米的蛇形機器人也可以執行一些其他任務,比如修補受損的熱障塗層。

“蟑螂”修理工領軍微型機器人

這裡還有一個問題沒解決,那就是這些蟑螂目前還太大,發動機的有些部位鑽不進去。所以,研發者們計劃再把它們縮小一點,最終能夠達到15毫米以內。這樣可能蛇形機器人運送著沒那麼累了吧……

有了這隻蟑螂機器人,其對飛機引擎的修復作用是顯而易見的。比如當引擎出現複雜情況時,發動機專家就得千里迢迢地奔向飛機所在地,既耗時間也費成本。而有了這款微型機器人,專家們可以遠程查看發動機的數據,從而實現對發動機的維護和修理。並且,一些簡單的維護任務,完全可以交給機器人來解決,技術人員只需要衝杯咖啡悠悠地看著就行。

實際上,“蟑螂”並不是世界上第一個機器人修理工。作為“技術工人”的重點培養對象,微型機器人早已邁步在寬闊的藍領大道上。

作為“修理工”,微型機器人最廣為人知的應用應該是在醫療領域,比如利用納米機器人進入血液中清除病毒,或者吞噬癌細胞等。但是今天我們的關注點並不在這裡,而是切切實實跟鋼鐵、機械打交道的微型機器人。

1. 管道修理工。早在2011年,蘇州大學的五名學生就聯合研發了一種微型管道機器人。這種機器人被設計成了毛毛蟲的形狀,渾身長滿了毛毛般的刺。其設計目的是深入到核電廠蒸汽發生器的管道內進行安全狀況檢查,以避免核洩漏事故。該機器人直徑僅20微米,其所需的電量由自身蠕動的時候刺和管道壁的碰撞而來。

後來這些學生覺得修理硬管道不過癮,於是轉而做修理軟管道研究——血管機器人。那會兒筆者也在讀大學,可是在幹嘛呢?想不起來……

2. 飛艇修理工。洛克希德·馬丁公司的臭鼬工廠開發了一款微型機器人Spider,主要用來修理飛艇。飛艇這玩意兒最關鍵的就是上面的“大氣球”了。所以,氣艙能否保證嚴格的密封可以說相當重要。如果發生漏氣情況,修理工們就得一點一點去找漏洞,然後再進行修補。如果漏洞不止一處,還得繼續檢查,直到找完為止。

“蟑螂”修理工領軍微型機器人

Spider就是肩負著找漏洞這一光榮的使命而來。其設計原理也很簡單。Spider被分為兩個部分,一部分裝了感應器在氣艙裡待著,另一部分在氣艙外通過LED燈照射。能夠透過氣艙捕捉到光源的地方就是漏洞。

聽起來,就像是手工補胎:把輪胎打滿氣,然後放進水盆裡一段一段地浸進去,哪一段有氣泡冒出,哪一段就是漏氣的地方。

3. 工具製造工。俗話說,授人以魚不如授人以漁。這句話的意思就是,與其給人一把工具,不如給那人一個工具模子。他想要啥,就自己造個啥出來。

斯坦福國際研究所就在致力於開發這樣的微型工廠平臺,該平臺可以容納成百上千的微型機器人進行協調工作。研究者們的計劃就是可以為不同的使用目的而打造定製化的平臺,然後配備相當數量的標準化機器人,根據指令進行工具製造。

“蟑螂”修理工領軍微型機器人

比如你要打一個鉤子,就只需要設定一個製造鉤子的指令,機器人們就會接力賽般一路小跑地將液體材料搬運到制定位置,直到所有的材料能夠堆成一個鉤子的大小,然後凝固。聽起來好像很過癮。但我一個3D打印機就能完成的事兒,要你幹嘛?

當然是有用的。這個平臺的機器人特點就是“小”,其定位能達到200納米的分辨率。孰優孰劣,估計沒有什麼可爭議的了吧。

想象一下,以後無論是車子出毛病還是家裡的管道有問題,你隨手扔進去一個機器人,問題解決了;甚至在半路找不到合適的工具的時候,把這個微型工廠一鋪,機器人們叮叮咣咣就給你造一把順手又尺寸合適的扳手,豈不美哉?


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