微型機(jī)器人旨在將微型電子元件組裝成小型設(shè)備，例如手機(jī)。

法國(guó)工程師提出了他們聲稱是世界上最快的工業(yè)機(jī)器人，同時(shí)也是有史以來(lái)最小的工業(yè)機(jī)器人之一。與工廠中看到的傳統(tǒng)機(jī)械臂不同，MiGriBot是大型重型設(shè)備，它的誕生是為微型化至關(guān)重要的行業(yè)，如微電子行業(yè)量身定做的。MiGriBot--其名稱代表 “小型化機(jī)器人抓手”，可以每分鐘抓取和移動(dòng)一個(gè)微型物體近720次，或每秒鐘12次操作。

更重要的是，它的操作精度為微米，或百萬(wàn)分之一米，這對(duì)于每次將微型設(shè)備的電子元件放在正確的位置是至關(guān)重要的--例如，一部移動(dòng)電話的印刷電路板有500多個(gè)元件，都很微小。

法蘭西大學(xué)的Redwan Dahmouche解釋：“目前用于機(jī)器人力學(xué)的技術(shù)很昂貴，在時(shí)間和精度方面有很大的進(jìn)步空間。哈佛大學(xué)在2018年推出了MiniDelta，但它無(wú)法抓取一個(gè)物體。2020年，東京大學(xué)實(shí)現(xiàn)了這一壯舉，但其機(jī)器人每分鐘只能進(jìn)行72次操作。因此，挑戰(zhàn)是在這些標(biāo)準(zhǔn)上下功夫，要有一個(gè)緊湊、快速和準(zhǔn)確的機(jī)器人?！?/p>

為了實(shí)現(xiàn)他們的意圖，法國(guó)研究人員首先必須找到最合適的組件。該機(jī)器人異常靈活的機(jī)械臂是由聚二甲基硅氧烷制成的，這種化合物也存在于油和一些橡膠中。根據(jù)材料的密度，這種聚合物可以采取不同的形式，從有機(jī)微流體到膠狀質(zhì)地。這種彈性有助于使結(jié)構(gòu)更輕，加快了處理物體的速度。

然而，速度和準(zhǔn)確性不僅僅是材料的問(wèn)題，所以也有必要設(shè)計(jì)一個(gè)更好的結(jié)構(gòu)--"并行 "架構(gòu)。

平行結(jié)構(gòu)

大中型機(jī)器人（從幾十厘米到幾米），以及工業(yè)中使用的微型機(jī)器人，一般都是按照串行結(jié)構(gòu)建造的：構(gòu)成機(jī)械臂的所有元素都是串聯(lián)組裝的。每個(gè)元件（包括執(zhí)行器或微電機(jī)）都是一個(gè)接一個(gè)地放置，這大大限制了設(shè)備的行動(dòng)速度。

在這種情況下，機(jī)器人的建造采用了所謂的并行架構(gòu)，Dahmouche解釋說(shuō)：“一般來(lái)說(shuō)，機(jī)器人結(jié)合了多個(gè)系統(tǒng)。例如，抓手總是獨(dú)立添加，代表了整個(gè)鏈條中的一個(gè)獨(dú)立環(huán)節(jié)。但在這里，所有的元素都是同一個(gè)系統(tǒng)的組成部分。”

因此，MiGriBot的執(zhí)行器都與機(jī)器人的底座相連，這使得關(guān)節(jié)的反應(yīng)速度更快，使不同部分之間能夠更好地協(xié)調(diào)。這位研究人員補(bǔ)充說(shuō)：“這個(gè)機(jī)器人的原創(chuàng)之處在于它的結(jié)構(gòu)，我們完全重新設(shè)計(jì)了這個(gè)結(jié)構(gòu)，目的是在這個(gè)規(guī)模上應(yīng)用這個(gè)規(guī)格?！?/p>

另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是，集成化和小型化的結(jié)構(gòu)使機(jī)器人可以使用傳統(tǒng)的微電子裝配線進(jìn)行生產(chǎn)，從而為生產(chǎn)幾十甚至幾千個(gè)MiGriBots在裝配線上使用提供了可能。

Dahmouche補(bǔ)充說(shuō)：“最終，我們希望能生產(chǎn)出能夠組裝微電子學(xué)中最復(fù)雜結(jié)構(gòu)的微工廠。這不僅僅是一個(gè)盈利的問(wèn)題：在一平方米內(nèi)有成千上萬(wàn)的微型機(jī)器人，每分鐘進(jìn)行數(shù)百萬(wàn)次操作的可能性，將大大減少制造過(guò)程中的能源消耗。”