Мека и Микро-роботика: Непрекъснат континуум и субмилиметрова механика

Дефиниционни граници и таксономия

Меката и микро-роботиката представляват две различни, но все по-често припокриващи се парадигми, които фундаментално се отклоняват от традиционната роботика на твърдите тела. Меката роботика заменя дискретните, твърди звена и стави с непрекъснато деформируеми материали, което води до системи с теоретично безкраен брой степени на свобода (DoF). Този непрекъснат континуум осигурява присъща податливост (compliance), позволявайки на робота пасивно да се адаптира към непредсказуеми среди, да абсорбира удари и да манипулира крехки обекти. Таксономията на меките роботи обхваща континуумни манипулатори (като слонски хоботи), хипер-редундантни змиевидни структури и напълно податливи еластомерни актуатори.

Микро-роботиката, от друга страна, се дефинира от мащаба. Тя обхваща роботизирани агенти с характерни размери, вариращи от 1 микрометър ($1\mu m$) до 1 милиметър ($1mm$). В този мащаб обемните сили (като инерция и гравитация) стават пренебрежимо малки, докато повърхностните сили (като повърхностно напрежение, електростатична адхезия и вискозно съпротивление) доминират. Когато тези две области се слеят, наблюдаваме появата на меки микро-роботи: податливи агенти без кабели (untethered), способни да навигират в сложни, ограничени среди като човешката съдова система, задвижвани от външни магнитни или акустични полета.