Ученые разработали первых в мире нанороботов, которые могут работать сообща — разделять рабочую нагрузку, реагировать на риски и даже создавать сложные структуры в ответ на изменения окружающей среды.
Роевая робототехника — новое направление, появившееся из наблюдений за животными и живыми организмами, работающими сообща. Рой — это упорядоченный коллектив, в котором особи взаимодействуют. Нанороботов, построенных по этому принципу, можно использовать для транспортировки и сбора грузов, а также при строительстве сложных конструкций.
Исследователи создали около 5 млн нанороботов. Они состояли из двух биологических компонентов: микротрубочек, связанных с ДНК и кинезина — это привод, который может транспортировать микротрубочки. ДНК объединили со светочувствительным соединением под названием азобензол — оно функционирует как датчик и помогает контролировать рой. Если воздействовать на соединение видимым светом, то в его структуре образуются двойные нити ДНК и много микротрубочек. Воздействие ультрафиолетового излучения обращает этот процесс вспять.
Исследователи использовали груз — полистирольные шарики диаметром от микрометра до десятков микрометров. Эти шарики обработали ДНК, связанной с азобензолом. В результате груз забирали при воздействии видимого света и отдавали при воздействии ультрафиолета.
Отдельные нанороботы могут загружать и транспортировать полистирольные шарики диаметром до 3 микрометров, а рой перевозит груз диаметром до 30 микрометров. Также исследователи сравнили, как далеко они могут переносить грузы. В результате рой был в пять раз эффективнее при транспортировке по сравнению с одиночными нанороботами.
