Однажды, пациенты больницы могли бы проглотить крошечных роботов, которые доставляют лекарства непосредственно в больную ткань, благодаря исследованиям, проводимым в EPFL и ETH Zurich.
Группа ученых во главе с Селманом Сакаром из EPFL и Брэдли Нельсоном из ETH Zurich черпали вдохновение в бактериях для создания интеллектуальных, очень гибких биосовместимых микроботов. Поскольку эти устройства способны плавать в жидкости и при необходимости изменять свою форму, они могут проходить через узкие кровеносные сосуды и сложные системы без ущерба для скорости или маневренности. Они сделаны из нанокомпозитов гидрогеля, которые содержат магнитные наночастицы , что позволяет им управлять с помощью электромагнитного поля.
В статье, опубликованной в журнале Science Advances , ученые описывают метод программирования формы робота, чтобы он мог легко перемещаться по плотным, вязким или движущимся жидкостям на высоких скоростях.
Воплощенный интеллект
Изготовление миниатюрных роботов представляет множество проблем, с которыми ученые столкнулись, используя метод складывания на основе оригами. Их новая стратегия передвижения использует воплощенный интеллект, который является альтернативой классической парадигме вычислений, которая выполняется встроенными электронными системами. «Наши роботы имеют особый состав и структуру, что позволяет им адаптироваться к характеристикам жидкости, через которую они движутся. Например, если они сталкиваются с изменением вязкости или осмотической концентрации, они изменяют свою форму, чтобы поддерживать свою скорость и маневренность без теряет контроль над направлением движения «, — говорит Сакар.
Эти деформации могут быть запрограммированы заранее, чтобы максимизировать производительность без использования громоздких датчиков или исполнительных механизмов. Роботами можно управлять с помощью электромагнитного поля или оставить их самостоятельно перемещаться по полостям, используя поток жидкости . В любом случае, они автоматически превратятся в наиболее эффективную форму.
«Природа развила множество микроорганизмов , которые меняют форму по мере изменения условий окружающей среды. Этот основной принцип вдохновил наш микро робот дизайн. Главной задачей для нас было развитие физики, описывающие типы изменений , которые мы были заинтересованы, а затем интегрировать это с новыми технологиями изготовления », — говорит Нельсон. Помимо обеспечения повышенной эффективности, эти миниатюрные мягкие роботы также могут быть легко изготовлены по разумной цене. На данный момент исследовательская группа работает над улучшением характеристик плавания через сложные жидкости, подобные тем, которые содержатся в организме человека.
