Създадоха микро роботи, които се адаптират към променящата се околна среда в човешкото тяло

Може би не е далеч времето, когато малки роботи ще доставят лекарствата директно до болните органи и тъкани в нашето тяло, благодарение на изследванията, провеждани в Швейцария – Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, (EPFL) и ETH Zurich.

Групата учени, водена от Селман Сакар в EPFL и Брадли Нелсън от ETH Zurich, черпи вдъхновение от бактериите, за да проектира умни, биосъвместими микро роботи, които са изключително гъвкави. Тъй като тези устройства могат да плуват през течности и да променят формата си, когато е необходимо, те могат да преминат през тесни кръвоносни съдове и сложни системи, без да правят компромис със скоростта или маневреността. Те са направени от хидрогелни нанокомпозити, които съдържат магнитни наночастици, позволяващи им да бъдат контролирани чрез електромагнитно поле.

В статия, учените описват метода, който са разработили за „програмиране“ на формата на робота, така че да може лесно да пътува през течни, гъсти, вискозни или движещи се с бърза скорост течности.

Когато мислим за роботи, ние обикновено си представяме обемисти машини, оборудвани със сложни системи от електроника, сензори, батерии и задвижващи механизми. В микро мащаб обаче, роботите са напълно различни.

Изработването на миниатюризирани роботи представлява множество от предизвикателства, които учените решават с помощта на метод на сгъване, базиран на японските книжни фигурки оригами. Тяхната новаторска стратегия за движение използва въплътена интелигентност, която е алтернатива на класическата изчислителна парадигма, изпълнявана от вградени електронни системи.

„Нашите роботи имат специален състав и структура, които им позволяват да се адаптират към характеристиките на течността, през която преминават. Например, ако се сблъскат с промяна на вискозитета или осмотичната концентрация, те променят формата си, за да запазят своята скорост и маневреност без да губят контрол над посоката на движение”, обяснява Сакар.

Тези деформации могат да бъдат „програмирани“ предварително, за да се постигне максимална производителност без използването на тромави сензори или изпълнителни механизми. Роботите могат да се управляват или чрез електромагнитно поле, или да се оставят да се движат самостоятелно през кухини чрез използване на флуиден поток. Така или иначе, те автоматично ще се преобразуват в най-ефективната форма.

„Природата е развила множество микроорганизми, които променят формата си, когато се променят условията на околната среда. Този основен принцип е вдъхновил дизайна на нашите микро роботи. Основното предизвикателство за нас беше да развием физиката, която описва видовете промени, които ни интересуват, и след това да я интегрираме към новите технологии за производство ”, казва Нелсън.

Освен че предлагат повишена ефективност, тези миниатюрни меки роботи могат да бъдат произведени лесно и на разумна цена. Засега изследователският екип работи за подобряване на работата за преминаване през сложни течности като тези, намиращи се в човешкото тяло.