The recent advancements in nanoscale 3D printing and microfabrication techniques have reinvigorated research on microrobots. However, precise motion control of the microrobots on biological environments using compact actuation setups remains challenging to date. This work presents a novel control mechanism and contact design that enables bidirectional steering via biasing the neutral position of the microrobot. Equipped with rockers to contact the substrate, the microrobot, hence microrocker bot, is capable of well-controlled forward and backward movement on flat and non-flat biological surfaces. The 100um by 113um by 36um robots were 3D printed via two-photon lithography and subsequently deposited with nickel thin films. Under a relatively small static magnetic field, the microrocker bot tilts either forward or backward to align the thin film magnetization direction with the magnetic field lines. When combined with an oscillating magnetic field, the robot undergoes stick-slip motion in the predisposed direction, dictated by the neutral position tilt. The microrocker bots are further equipped with sharp mechanical tips that can be selectively engaged. When the frequency and offset of the actuation sawtooth waveform are optimized, the robot travels up to 100um/s (1 body length per second) forward and backward showing very linear trajectories. Finally, to prove the functionality of the microrocker bots in direct contact with biological surfaces, we demonstrate the robot's ability to traverse forward and backward on the surface of a Dracaena Fragrans leaf, and upend/engage on its mechanical tip.
翻译:纳米 3D 打印和微构件技术的最近进步为微机器人的研究注入了新的活力。 然而, 使用缩动启动装置对生物环境中的微机器人进行精确的动作控制, 至今仍然具有挑战性。 这项工作展示了一种新的控制机制和接触设计, 通过偏向微机器人的中性位置, 使得双向方向能够使用双向方向方向。 与岩石一起与微振动磁场接触的岩石模型一起, 微型火箭机器人能够对平面和非平面生物表面进行良好的前向和后向运动。 由中性位置倾斜决定, 由36毫米机器人和113. 立方机器人对生物环境中的微机器人进行精确动作控制。 3D通过两发色平面平面平面平面印刷, 并随后与镍薄薄薄薄薄薄薄胶片相沉积。 在相对较小的机械磁场下, 微型岩石向前向前向前向或向前向移动, 机器人向前向前向的螺旋运动运动运动运动运动运动运动运动, 由中偏向前向前向和直向的螺纹直向运动, 直向前向前向前的机器人和直向前向运动运动运动运动运动运动运动, 向前向前向前向前向前向前向前向、 直向前向前向前向前向前向前向前向前向运动的机械运动的机械运动的机械运动的机械运动的机械运动的机械向和直向、 直向、 直向、 直向前向、 直向运动的机械向运动向向向运动运动运动的机械向、向前向、前向前向、前向、前向、向、向、向前向前向、 直向运动、前向、向运动向运动向运动向运动运动运动运动运动、直向、直向、向、向、向运动、向运动、向、向运动运动运动、向运动运动向向、向、直向前向前向运动运动运动运动、向、直向、直向前向、直向、直向、直向、直向前向前向前向前向前向前向前向前向、向、向、向前向、向、向、向运动向运动、向、向运动