Un equipo de investigación internacional dirigido por la Universidad Tecnológica de Chemnitz presenta un nuevo tipo de sistema microelectrónico.
La edición actual de “Nature Electronics” informa sobre el desarrollo del robot microelectrónico más pequeño del mundo, que es impulsado y controlado por un motor de doble jet.
El robot microelectrónico tiene 0,8 mm de largo, 0,8 mm de ancho y 0,14 mm de alto.
El micro robot es extremadamente flexible, móvil y está equipado con varias funcionalidades.
Un aspecto especial de este proyecto es la disponibilidad de un sistema de energía a bordo, que permite que el micro robot altamente flexible realice varias tareas.
El sistema también se puede maniobrar en una solución de agua y se puede controlar de forma remota.
Además, el robot tiene una fuente de luz y un micro brazo, que puede alimentarse de forma inalámbrica.
El uso de este sistema en las áreas de micro-robótica y tecnología médica podría preverse para la administración dirigida de medicamentos o para diagnosticar directamente enfermedades dentro de un organismo.
Los resultados de esta investigación son cruciales para el desarrollo de sistemas microrobóticos.
Durante más de diez años, la investigación de micro-robots y micromotores ha generado un creciente interés mundial entre científicos de diversas disciplinas.
En particular, el concepto de usar un mini submarino médico con su propia unidad controlable ha estimulado repetidamente tanto la investigación fundamental como la aplicada.
El objetivo de esto es desarrollar un robot microelectrónico totalmente controlable y orientable, considerado hasta ahora ciencia ficción.
Aunque existen micromotores de potencia química que se están probando en estudios médicos en los EE. UU. para curar ciertas enfermedades, son sistemas muy simples que no tienen energía eléctrica ni unidades microelectrónicas a bordo.
Por lo tanto, no es posible un control y dirección específicos de los microrobots.
Esto ha cambiado con el sistema desarrollado por Oliver G. Schmidt y su equipo, que se basa en una idea de nueve años.
“Hace casi diez años, a mi equipo y a mí se nos ocurrió la idea de combinar pequeñas unidades de boquillas químicas con componentes microelectrónicos, para reunir dos disciplinas que hasta entonces tenían poco en común.
Es maravilloso ver que esta idea se ha hecho realidad debido a la fortaleza tecnológicamente innovadora de mi estudiante Vineeth Kumar Bandari, así como el extraordinario compromiso científico del Dr. Feng Zhu, y ahora se puede realizar experimentalmente en una primera forma simplificada “, dice Schmidt
La unidad de propulsión del sistema tal como se presenta ahora consiste en microtubos enrollados que generan empuje a través de la expulsión presurizada de burbujas de oxígeno.
Los investigadores pudieron controlar térmicamente este proceso en uno de los dos microtubos, y así dirigir el microrrobot en varias direcciones.
Los investigadores produjeron el sistema microelectrónico completo a partir de una combinación de nanomembranas basadas en polímeros, que representa un elemento importante y clave en el desarrollo.
La construcción es mecánicamente altamente flexible y permite la inclusión de componentes electrónicos y actuadores controlables.
En las etapas finales, el equipo formó una capa delgada de un polímero termo-sensible y lo introdujo como un actuador en un extremo del sistema micro-robótico.
Debido al aumento o disminución localizados ajustables de la temperatura, es posible abrir y cerrar este micro brazo termosensible para agarrar y liberar pequeños objetos.
Dado que el micro robot necesita energía, pero no puede cargarse simplemente en un enchufe, se utiliza un sistema para la transmisión inalámbrica de energía, que consiste en integrar un transmisor externo y una bobina receptora integrada en el microsistema.
La energía se transmite por inducción: este principio es similar a cómo un teléfono celular puede cargarse de forma inalámbrica.
Esta es la primera vez que la transmisión inalámbrica de energía eléctrica se puede utilizar en un microrrobot tan pequeño.
Con su trabajo pionero en la fabricación del robot microelectrónico más pequeño que cuenta con energía inalámbrica, controles remotos, maniobrabilidad completa y actuadores, el equipo de investigación dirigido por el Prof. Dr. Oliver G. Schmidt ha logrado un hito clave para el uso futuro de microrobots de trabajo autónomo en el sector biomédico.
Dado que el peróxido de hidrógeno actualmente también es una parte requerida del combustible de propulsión, el sistema en su configuración actual no puede usarse directamente en el cuerpo humano.
Esto requerirá un mayor desarrollo, que representa los próximos pasos a dar por el equipo de investigación.
Fuente: TU Chemnitz
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