Tutkijat parantavat mikrokäsittelyn saavutettavuutta
Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulun tutkijat ovat kehittäneet pehmeän FilMBot-robottimikromanipulaattorin, jossa nopeus ja mikrometritason tarkkuus toteutuvat murto-osalla tavanomaisista kustannuksista. Mikromanipulaattorit ovat robottijärjestelmiä, jotka on suunniteltu asettelemaan ja käsittelemään pienen pieniä esineitä tarkasti.
Yksinkertaisista materiaaleista valmistetun ja avoimen lähdekoodin robottina julkaistun FilMBotin tarkoitus on tehdä tarkkuuskäsittelystä entistä saavutettavampaa opetuslaboratorioille, pienille tutkimusryhmille ja itsenäisille tekijöille.
”Pienen mittakaavan tarkkuuskäsittely on pitkään vaatinut kalliita laitteita ja erikoiskoulutusta”, kertoo projektia johtava professori Quan Zhou. ”Nyt motivoitunut opiskelija pystyy rakentamaan FilMBotin kotona noin 100 euron helposti saatavilla vakiokomponenteilla avoimen lähdekoodin mallien ja ohjeiden avulla. Robotti voi merkitä mikrokäsittelylle samaa kuin 3D-tulostus valmistukselle.”
Erinomaista suorituskykyä edulliseen hintaan
FilMBot on pehmeä manipulaattori, jossa on kolme vapausastetta. Se liikkuu noin 1,5–2 metriä sekunnissa ilman, että mikrometritason tarkkuus kärsii. Reitinseurantatehtävissä sen sijainnin määritysvirhe on mikrometriluokkaa, eli noin 0,05 prosenttia työtilasta. Tutkijoiden vertailussa laite oli jopa 48 kertaa nopeampi kuin muut vertailukelpoiset pehmeät robottimikromanipulaattorit ja suhteellisen tarkkuuden alalla noin neljä kertaa tarkempi.
Kaupalliset kolmiakseliset mikromanipulaattorit maksavat tyypillisesti tuhansia euroja. FilMBot puolestaan on valmistettu noin 100 euron hintaisista osista. Pehmeän robotin vaatimustenmukainen malli joustaa enemmän tarkassa työssä ja tiiviissä vuorovaikutuksessa herkkien näytteiden kanssa.
FilMBot voi olla avuksi esimerkiksi mikro-optisten ja mikroelektronisten komponenttien kokoamisessa, biologisten solujen ja mikropallojen käsittelyssä sekä biolääketieteellisessä tutkimuksessa, tarkkuusvalmistuksessa ja tieteellisessä instrumentoinnissa yleisesti käytettyjen tarkkojen laboratoriotoimenpiteiden automatisoinnissa. Edullisen hintansa ansiosta robotti on houkutteleva myös yliopistojen opetuslaboratorioille, pienille prototyyppityöpajoille ja ympäristöille, joissa resursseja on rajallisesti.
”FilMBotin ei ole tarkoitus korvata huippulaadukkaita kaupallisia järjestelmiä”, Zhou lisää. ”Tarkoitus on tuoda kehittynyt mikrokäsittely konteksteihin, joissa tällaiset järjestelmät eivät ole aiemmin olleet realistinen vaihtoehto.”
Tavalliset rakennusosat
FilMBotin ydinrakenne leikataan tavallisesta polypropeenikalvosta. Samaa muovia käytetään esimerkiksi toimistojen kansioissa. Kuvio voidaan tulostaa tavallisella toimistotulostimella ja leikata saksilla tai käsityöveitsellä. Robotissa on rautakaupasta saatavien terästankojen ympärille käsin käämittyjä kuparikeloja, pieniä kaupasta saatavia neodyymimagneetteja ja 3D-tulostettuja rakenneosia. Hallinnasta vastaa 12 voltin Arduino Mega -mikroprosessori. Itse manipulaattorin runko maksaa noin 10 euroa ja koko osaluettelon sisältö noin 100 euroa.
Laitteistomallit, 3D-mallit, laiteohjelmistot ja rakennusohjeet ovat saatavilla GitHubissa, joten kuka tahansa voi kopioida järjestelmän ja mukauttaa sitä. Taustatutkimus julkaistiin IEEE Transactions on Robotics -julkaisussa tammikuussa 2026.
Lue lisää uutisia
Aallon akustiikan laboratorion tutkimusryhmälle DAFx 2026 -konferenssin parhaan artikkelin palkinto
Palkittu artikkeli uudistaa suositun shimmer-kaikuefektin, joka on tunnettu ilmavasta, sävelkorkeutta muuntavasta tekstuuristaan.
Mitä kvantti tarkoittaa?
Kaksi Aallon kvanttitutkijaa valottaa kiehtovaa maailmaa, jossa mahdottomalta kuulostava on täysin tavallista.
Samu Taulu kehittää uuden sukupolven aivomittauksia
Neurostimulaation ja neurokuvantamisen professori Samu Taulu rakentaa tarkempia menetelmiä aivojen ymmärtämiseen.