Крошечный робот в форме пончика может плавать сквозь сопли
Миллиметровая машина автономно передвигается под воздействием света или тепла.
Передвигаться по миру в качестве микроорганизма не всегда просто. Бактериям и другим маленьким существам, живущим внутри тела, часто приходится пробираться через густую, вязкую среду.
Для человека это выглядит, как неловкая попытка проплыть через лужу меда. Природа уже придумала креативные решения этой непростой проблемы. Например, кишечная палочка использует штопорное движение, чтобы прорезаться сквозь грязь, а жгутики деформируют каркас и движут себя вперед.
Теперь, используя эту природную адаптацию в качестве вдохновения, исследователи из Университета Тампере и Университета Аньхой Цзяньчжу создали нового микроробота в форме пончика, способного автономно прокладывать себе путь через слизь и другие липкие вещества.
Крошечный робот, который, по их мнению, однажды может быть использован для доставки лекарств через слизь, воплотил в реальность форм-фактор, впервые представленный почти пятьдесят лет назад.
Робот длиной всего один миллиметр имеет «тороидальную» (или пончиковую) форму, которая позволяет густым, вязким материалам проходить через его открытый центр.
Но сама по себе форма не заставляет робота двигаться. Для этого исследователи обратились к синтетическому материалу, называемому жидкокристаллическим эластомером. Под воздействием света или тепла этот материал начинает автономно вращаться.
Исследователи использовали горячую плиту для постоянного нагрева робота, покрытого эластомером, и обнаружили, что могут заставить его двигаться вперед через окружающую среду.
Под воздействием света или тепла робот приходит в самоподдерживающееся движение, что, по словам исследователей, позволяет ему двигаться автономно. Но им также можно управлять.
Исследователи обнаружили, что могут побудить пончикового бота двигаться в определенном направлении, изменяя количество света или тепла. Точно так же они могут заставить робота остановиться, полностью перекрыв ему доступ к свету и теплу.
Робот также может автономно переключаться между режимом качения и самодвижения в зависимости от того, что лучше всего подходит для навигации в конкретной среде.
Эта конструкция, напоминающая пончик, хотя и является первой для маленьких роботов мягкой формы, не является абсолютно новой концепцией.
Идея такой формы пришла физику Эдварду Перселлу в 1977 году.
Перселл считал, что тороидальная форма тела может улучшить навигацию микроорганизмов в «режиме Стокса», который относится к областям, где существуют вязкие силы и практически отсутствует инерция. Этот маленький робот доказывает, что общая идея была верной.
Использование крошечных роботов для доставки лекарств через сопли
Несмотря на то, что работа над крошечным роботом-пончиком еще только начинается, он может найти применение в реальном мире, за пределами лаборатории. Зиксуан Денг, доктор наук из Университета Тампере и один из соавторов статьи, считает, что эта технология может быть использована будущими врачами для доставки лекарств через слизь или даже для разблокировки кровеносных сосудов.
Последствия этого исследования выходят за рамки робототехники и потенциально могут повлиять на такие области, как медицина и мониторинг окружающей среды.
Это не первый случай, когда ученые рассматривают возможность отправки маленьких роботов к людям. Уже более десяти лет исследователи разрабатывают небольшие «нанороботы», потенциально способные переносить материалы по телу человека и даже в особо чувствительные области, такие как мозг и глаза.
Совсем недавно исследователи из Массачусетского технологического института создали мягкого робота, вдохновленного огурцом, который может двигаться вперед по кровеносным сосудам с помощью движения, напоминающего движение дюймового червя. Крошечный робот-пончик идет еще дальше, представляя метод перемещения по особенно липким, вязким участкам с архитектурой низкой сложности, которой нужен только свет или тепло, чтобы заставить ее двигаться.
Другими словами, медицинские роботы, путешествующие по соплям, могут стать на шаг ближе к реальности.
Подписывайтесь на канал – будет интересно.
Нажимайте на колокольчик, чтобы не пропускать новости.
Ставьте лайки и делитесь с друзьями интересными статьями.
Читайте больше статей на канале: