Микро-роботы, которые могут адаптироваться к окружающей среде.

81

(Чтобы не читать статью — можете посмотреть видео)

Ученые разработали маленьких гибких роботов, которые могут менять форму в зависимости от окружающей среды. Эти крошечные машины на основе бактерий полностью биосовместимы и оптимизируют свои движения, чтобы попасть в труднодоступные области человеческого тела. В будущем они могут революционизировать адресную доставку лекарств.

Однажды мы сможем употреблять таблетки, содержащие микророботов, которые, перевозя лекарства, попадут в больную зону, даже если она находится в чрезвычайно труднодоступном месте. На это видение ссылаются ученые из Федерального политехнического института в Лозанне и Федерального политехнического института в Цюрихе, которые разработали прототип таких крошечных машин.

Группа ученых во главе с Селманом Сакаром и Брэдли Нельсоном во время работы над интеллектуальными, биосовместимыми и чрезвычайно гибкими микро-роботами черпала вдохновение из бактерий. Бактерии, как известно, могут проходить через биологические жидкости и при необходимости изменять свою форму, что позволяет им проходить через узкие кровеносные сосуды и сложные системы без ущерба для скорости и их мангровых способностей.

Прототипы небольших машин были изготовлены из нанокомпозитов гидрогеля, которые содержат магнитные наночастицы, поэтому их можно контролировать с помощью электромагнитного поля.

Достижения команды швейцарских ученых появились в журнале Science Advances .

Когда мы думаем о роботах, мы обычно думаем о больших машинах, оснащенных сложной электроникой, датчиками, батареями и серводвигателями. Но в микроскопическом масштабе роботы совершенно разные. Производство миниатюрных машин представляет ряд проблем. Ученые пытаются встретить их с помощью техник, основанных на оригами.

— Наши роботы имеют особый состав и структуру, что позволяет им адаптироваться к характеристикам жидкости, через которую они проходят. Например, если они сталкиваются с изменением вязкости или осмотической концентрации, они изменяют свою форму, чтобы поддерживать скорость и маневренность, не теряя контроля над направлением движения », — сказал Сакар.

Роботы могут управляться с помощью электромагнитного поля. Они также могут перемещаться независимо. В обоих случаях они автоматически изменятся в наиболее эффективную форму в зависимости от препятствия перед ними.

— В природе появилось много микроорганизмов, которые меняют свою форму по мере изменения условий окружающей среды. Этот основной принцип вдохновил наш микро-робот. Ключевой задачей было разработать физику, описывающую типы изменений, которые нас интересовали, а затем интегрировать их с новыми технологиями, — признался Нельсон.

Как указывают авторы, помимо повышения эффективности, эти миниатюрные и чрезвычайно гибкие роботы также могут быть изготовлены относительно простым способом и по разумной цене. На данный момент исследовательская группа работает над повышением эффективности перемещения машин через различные типы жидкостей, то есть в окружающей среде, с которой они сталкиваются в организме человека.

Источник: Высшая политехническая школа Лозанны , фото EPFL / ETHZ