Ученые нескольких стран разработали роботов, способных прыгать на 1,5 м и передвигаться в микросредах, сообщает Zakon.kz.
Фото: pixabay
Как сообщает InterestingEngineering, группа исследователей из США и Китая объявила о разработке нового метода движения для микророботов. По их данным, инновационных роботов возможно применять в медицине и других отраслях.
"Технология основывается на явлении кавитации – резком разрушении пузырьков в жидкости. Она позволяет создавать ударную волну, достаточную для передвижения микроустройств, и потенциально способна заменить традиционные иглы для инъекций", – отмечается в публикации.
Журнал Science пишет, что микророботы, получившие название "прыгуны", могут двигаться на значительные расстояния по сравнению со своими размерами. В экспериментах они поднимались на высоту до 1,5 м и развивали скорость движения в воде до 12 м в секунду.
Авторы подчеркивают, что движения можно контролировать, но в ограниченных средах – лабиринтах или микрофлюидных каналах.
"Принцип работы заключается в создании пузырьков через нагрев специального светопоглощающего материала лазером. После достижения критического размера пузырь взрывается, образуя ударную волну. Изменяя интенсивность, угол и время лазерного воздействия, исследователи могут задавать направление и силу прыжка или плавания", – значится в материале научного издания.
Для создания новой технологии ученые вдохновились примером из природы: таким образом проявляют себя рыбы-стрельцы, выбрасывая струи жидкости, а также таким методом рассеиваются споры папоротников.
Исследователи отмечают, что по сравнению с другими методами движения микророботов, которые обычно зависят от магнитных полей или химического топлива, кавитация является более точной и не требует встроенных источников энергии или движущихся механизмов.
Отмечается, что одним из главных направлений применения может стать медицина. Микророботы способны проникать через кожу, что открывает возможности для подкожных инъекций без использования игл. Также они могут доставлять препараты непосредственно к определенным участкам организма, в частности в зону опухолей. Благодаря световому запуску технологию можно адаптировать и для минимально инвазивных процедур.
Ученые также рассматривают возможности использования технологии в исследовании труднодоступных сред. Устройства могут передвигаться по влажным и неровным поверхностям, что делает их перспективными для работы в трубах, механизмах или биологических системах. Дополнительно микророботы могут функционировать как микроплавки в жидких средах – в крови или межклеточной жидкости.
Вместе с перспективами существуют и существенные вызовы. Одним из них является точный контроль кавитации внутри тела человека, чтобы избежать повреждения здоровых тканей. Другая сложность – ограниченная глубина проникновения лазерного излучения в биологические ткани. Для преодоления этого могут быть применены волоконно-оптические технологии или инфракрасные волны.
Кроме того, одной из задач является обеспечение биосовместимости материалов. На данный момент для изготовления "прыгунов" используются композиты на основе диоксида титана, полипирола и карбида титана. Перед испытаниями на живых организмах необходимо доказать их безопасность.
Авторы исследования подчеркивают, что технология находится на стадии проверки концепции. Однако полученные результаты подтверждают эффективность кавитации как метода движения микророботов.
