由于Delta機(jī)器人精度高,、速度快,，被廣泛應(yīng)用于取放組裝、機(jī)械加工,、焊接和食品包裝等多種工業(yè)流程中,。從Reymond Clavel為巧克力工廠開發(fā)的第一個(gè)版本開始，Delta機(jī)器人使用三個(gè)獨(dú)立控制的輕質(zhì)手臂,，引導(dǎo)平臺在三個(gè)方向上快速準(zhǔn)確地移動,，將巧克力果仁糖快速放置在包裝中。該平臺既可作為舞臺,，類似于飛行模擬器中使用的平臺,，也可與操作裝置耦合，例如,，可以按照規(guī)定的模式抓取,、移動和放置物體。隨著時(shí)間的推移,，機(jī)器人專家已經(jīng)設(shè)計(jì)出越來越小的Delta機(jī)器人在有限的工作空間中完成任務(wù),，但是使用傳統(tǒng)的制造技術(shù)和部件將其進(jìn)一步縮小到毫米級已經(jīng)證明是不可能完成的任務(wù)。
《科學(xué)機(jī)器人》雜志報(bào)道,，由哈佛大學(xué)Wyss生物創(chuàng)新工程研究所和John A. Paulson工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院（SEAS）的Robert Wood團(tuán)隊(duì)開發(fā)的milliDelta機(jī)器人克服了這一小型化挑戰(zhàn),。通過微加工技術(shù)和高性能復(fù)合材料，milliDelta集成了彎曲接頭和彎曲致動器,，可以高速,、力量和微米精度進(jìn)行操作，使其能夠完成制造和醫(yī)藥領(lǐng)域的一系列微操作任務(wù),。
2011年,，受到彈出書籍和折紙的啟發(fā)，Wood團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種微制造方法,，可以將平板復(fù)合材料機(jī)器人裝配起來,。彈性MEMS（“微機(jī)電系統(tǒng)”的簡稱）制造已經(jīng)被用于構(gòu)建動態(tài)厘米級機(jī)器，這種機(jī)器可以簡單地走路,，或者像RoboBee一樣可以飛行,。在他們的新研究中,，研究人員將他們的方法應(yīng)用于開發(fā)尺寸僅為15毫米×15毫米×20毫米的Delta機(jī)器人。
Wood表示,，“縮放物理學(xué)告訴我們,，縮小Delta機(jī)器人的尺寸將提高他們的速度和加速度，彈出式MEMS制造能夠使用任何材料或材料組合,，似乎是解決這個(gè)問題的理想方法,。這種方法也使我們能夠快速地完成許多迭代，最終制造出milliDelta,?！盬ood是Wyss研究所的核心教員，也是Bioinspired Robotics平臺的聯(lián)合負(fù)責(zé)人,，還是SEAS的Charles River工程與應(yīng)用科學(xué)教授,。
Millidelta的設(shè)計(jì)采用了復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)的嵌入式彎曲關(guān)節(jié)，其復(fù)雜性接近于大型Delta機(jī)器人的關(guān)節(jié),。來自Wood團(tuán)隊(duì)的第一作者,，Wyss研究所研究員Hayley McClintock表示，“在裝配夾具的幫助下,，這種層壓板可以精確地折疊成毫米級的Delta機(jī)器人,。milliDelta還利用壓電致動器，使其能夠以比現(xiàn)有Delta機(jī)器人高15至20倍的頻率進(jìn)行移動,?！?/p>
019ednc20180119milliDelta及其關(guān)鍵零部件。圖片來源：McClintock et al., Sci. Robot. 3, eaar3018 (2018)
此外,，研究小組還表示,，milliDelta可以在大約7立方毫米的工作空間內(nèi)工作，可以施加力量并顯示出軌跡,，這些軌跡與高頻率一起可以使其成為工業(yè)拾放過程中的微觀操作的理想選擇,，還可以在人眼上進(jìn)行的顯微手術(shù)如視網(wǎng)膜顯微手術(shù)。
研究人員將milliDelta進(jìn)行顯微手術(shù)和其他顯微操作首先進(jìn)行了測試,，還將他們的機(jī)器人作為手部震顫消除裝置進(jìn)行了探索,。來自Wood團(tuán)隊(duì)的共同第一作者，SEAS博士后研究員Fatma Zeynep Temel博士說,，“我們首先繪制了某個(gè)人拿著牙簽尖端的路徑，計(jì)算出這些路徑,，然后將它們饋入milliDelta機(jī)器人,，這個(gè)機(jī)器人能夠匹配和取消它們?！?研究人員認(rèn)為,，專門的milliDelta機(jī)器人既可以添加到現(xiàn)有的機(jī)器人設(shè)備上,，也可以開發(fā)為獨(dú)立的設(shè)備，例如在研究和臨床實(shí)驗(yàn)室中操作細(xì)胞的平臺,。
“Wood團(tuán)隊(duì)的工作證明毫米級毫米級機(jī)器人的速度和控制得到了加強(qiáng),，為工業(yè)和醫(yī)療機(jī)器人開辟了一條全新的發(fā)展道路，這是現(xiàn)有技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的,，這也是我們的仿生機(jī)器人技術(shù)平臺引領(lǐng)未來的又一個(gè)例子,。” Wyss研究所創(chuàng)始人Donald Ingber博士如是說,，他也是HMS血管生物學(xué)Judah Folkman教授和波士頓兒童醫(yī)院血管生物學(xué)項(xiàng)目的教授,，以及SEAS生物工程學(xué)教授。