La miniaturització en robòtica implica reduir la mida dels robots i els seus components alhora que augmenta la seva potència. Es tracta de posar sensors, ordinadors, gestió d'energia i actuadors en unes petjades més lleugeres sense sacrificar la precisió o la fiabilitat.
Aquestes noves màquines poden realitzar tasques en llocs massa petits perquè les màquines més grans o els humans puguin arribar, cosa que les fa òptimes per a fàbriques, hospitals i mines.
Avantatges dels sistemes robòtics compactes
El canvi cap a la miniaturització ofereix avantatges importants, per això s'està desenvolupant i utilitzant en molts camps científics i industrials.
Velocitat i precisió millorades
Els components més petits són naturalment més lleugers. Aquesta massa reduïda permet una acceleració i desacceleració molt més ràpides.
Quan els espais lliures, la flexió i el joc es minimitzen a escales més petites, la precisió augmenta. En el micro-muntatge o inspecció, això es tradueix en un seguiment del camí més estricte, cicles més curts i menys excés.
Millora de l'eficiència i menors costos
Els paquets més petits solen consumir menys energia i utilitzen menys materials, reduint els costos de fabricació i operatius. Les empreses que busquen escalar l'automatització veuen els robots compactes com una solució assequible i sostenible que pot estalviar un valuós espai a les fàbriques, laboratoris, magatzems i altres instal·lacions.
Major accessibilitat i mobilitat
Els robots compactes poden arribar a llocs on no les màquines més grans. Els drons d'inspecció en gàbia s'estrenen a través de conductes, dipòsits i vaixells sense problemes.
Els laboratoris i els departaments de transport han utilitzat vehicles aeris sense tripulació (UAV) protegits en gàbia-per a imatges de ponts i espais-confinats, on el GPS es denega i l'entrada humana seria lenta o perillosa. De manera similar, els robots de terra en miniatura i els-bots de llançament exploren interiors ajustats abans que la gent els segueixi.
La tecnologia darrere de la miniaturització en robòtica
Aquest canvi cap a robots més petits es basa en dècades de progrés en l'enginyeria a micro-escala. Els components electrònics clau han fet possibles els robots compactes actuals.
Avenços en MEMS
Els sistemes micro-electro-mecànics (MEMS) permeten que la detecció i l'activació d'escala de xip-es tornin habituals. Integreguen petits elements mecànics, sensors i electrònica en un sol xip de silici, que funciona com els "ulls i orelles" de petits robots.
Com que són petits i -energèticament eficients, els MEMS són adequats per a sistemes autònoms. Els programes universitaris expliquen com ara els MEMS cobreixen la detecció inercial, la vigilància ambiental, la microfluídica i fins i tot la direcció lleugera -, tot amb mides i costos que s'adapten als robots en miniatura.
El paper del microcontrolador
El sistema de control és el cervell, i en els robots en miniatura, aquest és el microcontrolador. Un microcontrolador és un sistema informàtic complet en un únic circuit integrat que conté un processador, memòria i perifèrics d'entrada/sortida. És capaç d'executar-se com una unitat única per al processament del senyal-en temps real, que és vital per a tasques com ara equilibrar o navegar per obstacles.
Aquest concepte s'estén a la robòtica suau. Les estructures toves s'ajusten a les superfícies, distribueixen l'estrès sobre un volum més gran i redueixen de manera eficient la força d'impacte. Aquestes estratègies són atractives per dissenyar i construir sistemes per manejar una sèrie d'objectes fràgils o de forma irregular o per operar al voltant de persones. L'objectiu és crear robots bioinspirats que permetin interaccions adaptatives i flexibles amb entorns impredictibles.
Aplicacions de-miniaturització del món real
Els temps emocionants són aquí, i diverses empreses estan liderant el camí amb les seves pròpies versions de robots potents i compactes. Aquí teniu alguns exemples.
Aplicacions mèdiques i sanitàries
Els robots quirúrgics de Medtronic
Medtronic està desenvolupant plataformes-de cirurgia assistida per robots i s'ha centrat en sistemes per a procediments de columna i cervell des que va adquirir Mazor Robotics. S'ha avançat en catèters i instruments suaus, orientables i de-formació per a tractaments cardíacs i endovasculars.
L'objectiu de l'empresa és desenvolupar catèters robòtics que puguin canviar de forma sota la guia d'imatge per navegar pels entorns del cor que bat-.
Sistema Da Vinci d'Intuitive Surgical
El sistema quirúrgic da Vinci presenta el poder de la miniaturització a una escala diferent. Tot i que el robot d'Intuitive Surgical és gran, els seus instruments són petits. Aquestes petites eines permeten als cirurgians realitzar procediments complexos i mínimament invasius amb facilitat, donant lloc a menys trauma i una recuperació més ràpida del pacient.
Industrial i de fabricació
Mecadèmic Meca500
Mecademic va dir que el seu Meca500 és un dels braços robòtics industrials de sis-eixos més petits i precisos del món per a proves i inspeccions de micro-conjunt.
El laboratori Lincoln del MIT ha demostrat un capçal de pulverització de microplasma muntat en un Meca500 per imprimir materials electrònics, il·lustrant com els braços petits permeten els fluxos de treball de fabricació de bancs de laboratori-. Els hospitals i els nuclis d'imatge també despleguen unitats Meca500 per a la manipulació automatitzada de mostres.