מזעור ברובוטיקה כרוך בהקטנת גודל הרובוטים ומרכיביהם תוך הגדלת כוחם. מדובר בהכנסת חיישנים, מחשבים, ניהול צריכת חשמל ומפעילים לטביעות רגליים רזות יותר מבלי לוותר על דיוק או אמינות.
מכונות חדשות אלו יכולות לבצע משימות במקומות קטנים מדי מכדי להגיע למכונות גדולות יותר או לבני אדם, מה שהופך אותן לאופטימליות עבור מפעלים, בתי חולים ומוקשים.
יתרונות של מערכות רובוטיות קומפקטיות
המעבר לכיוון מזעור מציע יתרונות משמעותיים, וזו הסיבה שהוא מפותח ומשתמש בתחומים מדעיים ותעשייתיים רבים.
מהירות ודיוק משופרים
רכיבים קטנים יותר הם קלים יותר באופן טבעי. המסה המופחתת הזו מאפשרת האצה והאטה מהירות הרבה יותר.
כאשר מרווחים, גמישות ותגובה ממוזערים בקנה מידה קטן יותר, הדיוק עולה. בהרכבה מיקרו- או בדיקה, זה מתורגם למעקב הדוק יותר, מחזורים קצרים יותר ופחות חריגה.
יעילות משופרת ועלויות נמוכות יותר
חבילות קטנות יותר צורכות בדרך כלל פחות חשמל ומשתמשות בפחות חומרים, מה שמפחית את עלויות הייצור והתפעול. עסקים המבקשים להגדיל את האוטומציה רואים ברובוטים קומפקטיים פתרון סביר ובר קיימא שיכול לחסוך שטח רצפה יקר במפעלים, מעבדות, מחסנים ומתקנים אחרים.
יותר נגישות וניידות
רובוטים קומפקטיים יכולים להגיע למקומות שמכונות גדולות יותר לא יכולות. מל"טים לבדיקה בכלובים נלחצים דרך תעלות, טנקים וכלי שיט ללא בעיות.
מעבדות ומחלקות תחבורה השתמשו בכלובים-מוגנים ללא צוות (מל"טים) לצורך הדמיית גשר ו-חלל מצומצם, שבהם ה-GPS מונע וכניסת האדם תהיה איטית או מסוכנת. רובוטים קרקע מיניאטוריים ובוטים-זורקים באופן דומה מסתכלים על פנים הדוקים לפני שאנשים עוקבים אחריהם.
הטכנולוגיה מאחורי מזעור ברובוטיקה
המעבר הזה לעבר רובוטים קטנים יותר מבוסס על עשרות שנים של התקדמות בהנדסה מיקרו-בקנה מידה. רכיבים אלקטרוניים מרכזיים אפשרו את הרובוטים הקומפקטיים של ימינו.
התקדמות ב-MEMS
מערכות מיקרו-אלקטרו-מכניות (MEMS) מאפשרות חישה והפעלה של סולם-שבבים להפוך לשגרה. הם משלבים אלמנטים מכניים זעירים, חיישנים ואלקטרוניקה על גבי שבב סיליקון יחיד, ומתפקדים כ"עיניים ואוזניים" של רובוטים קטנים.
מכיוון שהם קטנים ויעילים-באנרגיה, MEMS מתאימים למערכות אוטונומיות. תוכניות אוניברסיטאות מתארות כיצד MEMS מכסה כעת חישת אינרציה, ניטור סביבה, מיקרופלואידיקה ואפילו היגוי קל -, הכל בגדלים ובעלויות שמתאימות לבוטים מיניאטוריים.
תפקידו של המיקרו-בקר
מערכת הבקרה היא המוח, וברובוטים מיניאטוריים, זהו המיקרו-בקר. מיקרו-בקר הוא מערכת מחשוב שלמה על מעגל משולב יחיד המכיל מעבד, זיכרון וציוד היקפי קלט/פלט. הוא מסוגל לפעול כיחידה אחת לעיבוד אותות-בזמן אמת, שהוא חיוני למשימות כמו איזון או ניווט מכשולים.
מושג זה משתרע לרובוטיקה רכה. מבנים רכים מתאימים למשטחים, מפיצים מתח על פני נפח גדול יותר ומפחיתים ביעילות את כוח הפגיעה. אסטרטגיות כאלה מושכות לתכנון ובניית מערכות לטיפול במגוון של חפצים שבירים או בעלי צורה לא סדירה או לפעול סביב אנשים. המטרה היא ליצור רובוטים בעלי השראה ביולוגית המאפשרים אינטראקציות אדפטיביות וגמישות עם סביבות בלתי צפויות.
יישומי מזעור-בעולם האמיתי
הזמנים המרגשים כבר כאן, וכמה חברות מובילות את הדרך עם גרסאות משלהן של רובוטים חזקים וקומפקטיים. הנה כמה דוגמאות.
יישומים רפואיים ובריאותיים
הרובוטים הניתוחיים של מדטרוניק
מדטרוניק מפתחת פלטפורמות לניתוחים בסיוע רובוט- והתמקדה במערכות לפרוצדורות עמוד השדרה והמוח מאז שרכשה את Mazor Robotics. היא התקדמה בצנתרים ומכשירים רכים, ניתנים לכיוון ויצירת צורה-לטיפולי לב וכלי דם.
המטרה של החברה היא לפתח צנתרים רובוטיים שיכולים לשנות צורה בהנחיית הדמיה כדי לנווט בסביבות לב פועם-.
מערכת דה וינצ'י של אינטואיטיבי כירורגית
המערכת הכירורגית של דה וינצ'י מציגה את הכוח של מזעור בקנה מידה שונה. בעוד שהרובוט של Intuitive Surgical עצמו גדול, המכשירים שלו זעירים. הכלים הקטנים הללו מאפשרים למנתחים לבצע הליכים מורכבים, זעיר פולשניים בקלות, וכתוצאה מכך פחות טראומה והחלמה מהירה יותר של המטופל.
תעשייה וייצור
Mecademic Meca500
Mecademic אמרה שה-Meca500 שלה היא אחת מזרועות הרובוט התעשייתיות הקטנות והמדויקות בעולם עם שישה-צירים לבדיקה ובדיקה של מיקרו-הרכבות.
מעבדת MIT לינקולן הדגימה ראש מקרטעת מיקרופלזמה המותקן על Meca500 כדי להדפיס חומרים אלקטרוניים, וממחישה כיצד זרועות זעירות מאפשרות תהליכי עבודה של ייצור ספסל-במעבדה. בתי חולים וליבות הדמיה גם פורסים יחידות Meca500 לטיפול אוטומטי בדגימות.