Kita semua biasa dengan robot yang dilengkapi dengan lengan boleh alih.Mereka duduk di lantai kilang, melakukan kerja mekanikal, dan boleh diprogramkan.Satu robot boleh digunakan untuk pelbagai tugas.
Sistem kecil yang mengangkut sejumlah kecil cecair melalui kapilari nipis tidak mempunyai nilai bagi robot tersebut sehingga hari ini.Dibangunkan oleh penyelidik sebagai tambahan kepada analisis makmal, sistem sedemikian dikenali sebagai mikrobendalir atau makmal-pada-cip dan biasanya menggunakan pam luaran untuk menggerakkan cecair merentasi cip.Sehingga kini, sistem sedemikian sukar untuk diautomasikan, dan cip mesti direka bentuk dan dihasilkan untuk dipesan untuk setiap aplikasi tertentu.
Para saintis yang diketuai oleh profesor ETH Daniel Ahmed kini menggabungkan robotik konvensional dan mikrobendalir.Mereka telah membangunkan peranti yang menggunakan ultrasound dan boleh dipasang pada lengan robot.Ia sesuai untuk pelbagai tugas dalam aplikasi mikrorobotik dan mikrobendalir dan juga boleh digunakan untuk mengautomasikan aplikasi tersebut.Para saintis melaporkan kemajuan dalam Nature Communications.
Peranti ini terdiri daripada jarum kaca yang nipis dan tajam dan transduser piezoelektrik yang menyebabkan jarum bergetar.Transduser serupa digunakan dalam pembesar suara, pengimejan ultrasound dan peralatan pergigian profesional.Penyelidik ETH boleh menukar frekuensi getaran jarum kaca.Dengan mencelupkan jarum ke dalam cecair, mereka mencipta corak tiga dimensi daripada banyak pusaran.Oleh kerana mod ini bergantung pada kekerapan ayunan, ia boleh dikawal dengan sewajarnya.
Penyelidik boleh menggunakannya untuk menunjukkan pelbagai aplikasi.Pertama, mereka dapat mencampurkan titisan kecil cecair yang sangat likat."Semakin likat cecair, semakin sukar untuk dicampur," jelas Profesor Ahmed."Bagaimanapun, kaedah kami cemerlang dalam hal ini kerana ia bukan sahaja membolehkan kami mencipta satu pusaran, tetapi juga mencampurkan cecair dengan berkesan menggunakan corak 3D kompleks yang terdiri daripada berbilang pusaran kuat."
Kedua, para saintis dapat mengepam cecair melalui sistem saluran mikro dengan mencipta corak vorteks tertentu dan meletakkan jarum kaca berayun dekat dengan dinding saluran.
Ketiga, mereka dapat menangkap zarah halus yang terdapat dalam cecair menggunakan peranti akustik robotik.Ini berfungsi kerana saiz zarah menentukan cara ia bertindak balas kepada gelombang bunyi.Zarah yang agak besar bergerak ke arah jarum kaca berayun, di mana ia terkumpul.Para penyelidik menunjukkan bagaimana kaedah ini boleh menangkap bukan sahaja zarah alam semula jadi, tetapi juga embrio ikan.Mereka percaya ia juga harus memerangkap sel biologi dalam cecair.“Pada masa lalu, memanipulasi zarah mikroskopik dalam tiga dimensi sentiasa menjadi cabaran.Lengan robot kami yang kecil memudahkan ini,” kata Ahmed.
"Sehingga kini, kemajuan dalam aplikasi berskala besar robotik konvensional dan mikrobendalir telah dilakukan secara berasingan," kata Ahmed."Kerja kami membantu menggabungkan kedua-dua pendekatan ini."Satu peranti, diprogramkan dengan betul, boleh mengendalikan banyak tugas."Mencampur dan mengepam cecair dan menangkap zarah, kita boleh melakukan semuanya dengan satu peranti," kata Ahmed.Ini bermakna bahawa cip mikrobendalir esok tidak lagi perlu direka khas untuk setiap aplikasi tertentu.Para penyelidik kemudian berharap untuk menggabungkan beberapa jarum kaca untuk mencipta corak vorteks yang lebih kompleks dalam cecair.
Selain analisis makmal, Ahmed boleh membayangkan kegunaan lain untuk mikromanipulator, seperti menyusun objek kecil.Mungkin tangan juga boleh digunakan dalam bioteknologi sebagai cara untuk memperkenalkan DNA ke dalam sel individu.Mereka akhirnya boleh digunakan untuk pembuatan bahan tambahan dan percetakan 3D.
Bahan disediakan oleh ETH Zurich.Buku asalnya ditulis oleh Fabio Bergamin.CATATAN.Kandungan boleh diedit untuk gaya dan panjang.
Dapatkan berita sains terkini dalam pembaca RSS anda meliputi ratusan topik dengan suapan berita ScienceDaily setiap jam:
Beritahu kami pendapat anda tentang ScienceDaily – kami mengalu-alukan komen positif dan negatif.Ada soalan tentang menggunakan tapak?soalan?