全球最小機械臂「蜘蛛手」問世,准到毫釐間，快到看不見!

前些天我們介紹過身手敏捷的「蜘蛛精」機器人HEXA，

而今天的主角，

是擁有出色的運動速度和精確度的，

「蜘蛛手」機器人——milliDelta，

它是有史以來體積最小、移動速度最快、移動精度最準確的機器人之一，

是delta機器人的一個極端案例，

尺寸規格只有15x15x20毫米。

Delta機器人具有的極強的速度和靈活性，

使它們可以在裝配線得到廣泛運用，

然而這種工作往往需要很大的空間。

世界上第一台delta機器人服務於巧克力工廠，

用於將果仁糖放入包裝中。

與關節中擁有舵機的普通機器人不同，

delta機器人由一個中心基站控制。

機械臂排列成三角形構造，每隻手臂可以非常輕，

不需要非常大的力就可以驅動。

並且，delta機器人的動作一般由壓電執行器控制，

而非傳統的電動舵機。

施加電壓時，壓電材料會出現膨脹或收縮現象。

就如milliDelta的手臂，

一側帶正電，另一側帶負電。

電流流過時，

機械臂因一側膨脹、另一側收縮而出現彎曲。

milliDelta是由哈佛大學Wyss生物創新工程研究所

和John A. Paulson工程與應用科學學院（SEAS）的Robert Wood團隊開發的，

研究人員Hayley McClintock說，

現存的delta機器人動作頻率大多在10赫茲 (次/秒) 以內，

而milliDelta可達75赫茲，

是其他delta機器人的15-25倍。

來看1赫茲下milliDelta的垂直運動

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35赫茲下的垂直運動

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milliDelta能像其他delta機器人一樣，

完成拾取裝貼工作，

只不過可以在更小的空間內，

執行對精確度要求更高的任務。

1赫茲下milliDelta的圓周運動

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75赫茲下的圓周運動

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它的機身由一個複合層壓結構和多個柔性接頭製成，

重量非常輕，

能夠在小至7立方毫米的空間內運行，

且能將精準度控制在5微米。

1赫茲下的H型軌道運動，

精確又快速

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1赫茲下的五角星型軌道運動，

快看不清了

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20赫茲下的五角星型軌道運動，

瞬間凌亂

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MilliDelta還用到了一種叫做彈出式微機電系統(MEMS)的製造技術，

這個技術是哈佛Wyssyan研究所的研究小組在2011年開發的，

用於微型機器人的扁平製造技術，

在過去的幾年時間裡，研究人員也曾將這種想法付諸行動，

我們之前介紹過的敏捷的蜜蜂機器人Robobee

也用到過這種技術。

MilliDelta這個小小的機械臂可以模仿其更大的兄弟姐妹的各種應用，

比如挑選和包裝微小物體，

像實驗室里的電子部件、電池，

或充當顯微外科手術的「穩定手」，

完成製造和醫藥領域的一系列微操作任務。

據悉，在眼科手術中，

也可以將milliDelta安裝在手術工具末端，

用於抵消醫務人員手部顫動，

就像為帕金森氏症患者提供幫助的可自我穩定的湯匙。

目前，MilliDelta已經完成了它的第一個手術，

參與了一個治療人類首部震顫的設備測試。

相關研究報告已經發表在《Science Robotics》。