Экспериментируя с магнитными материалами, исследователи робототехники продолжают создавать машины, которыми можно дистанционно манипулировать при помощи магнитных полей. Ученые Городского университета Гонконга разработали напыляемое покрытие, которое превращает обычные предметы в дистанционно управляемых роботов. У этой технологии огромные перспективы в медицине будущего.
Магнитные микроботы
Впервые команда начала экспериментировать с миллиметровыми магнитными роботами еще в 2018 году, но тогда ученые пытались внедрять магнитные частицы в силиконовые оболочки, специально созданные для этой цели. Процесс сборки каждого отдельного минибота был довольно сложным и долгим.
Вместо того, чтобы собирать магнитных миниботов с нуля, в новом исследовании разработчики попытались создать универсальный инструмент, который позволял бы быстро превращать обычные объекты в магнитные машины. Таким инструментом стал магнитный спрей (M-spray). Спрей состоит из поливинилового спирта, глютена и частиц железа. Он надежно прилипает к гладким и текстурированным поверхностям всех видов материалов, обеспечивая их магнитными свойствами. “Распыляя это магнитное покрытие, мы можем превращать любые объекты в роботов и управлять их движением при помощи магнитных полей”, - говорит доктор Шэнь Яцзин, глава исследовательской группы.
Пленка, образованная М-спреем, имеет толщину менее четверти миллиметра. Малая толщина крайне важна для сохранения формы и размера исходного объекта. Ученые продемонстрировали работу спрея, превратив в магнитных микроботов хлопковую нить, тонкую пленку и пластиковую трубочку. Эти предметы получили способность ходить, ползать и катиться под воздействием магнитного поля.
Самое потрясающее - робота можно перепрограммировать. Для этого затвердевшее покрытие нужно растворить, превратив его в клееобразное вещество. Затем, используя сильное магнитное поле, следует поляризовать частицы внутри покрытия, изменив направление магнитных полюсов. Таким образом, можно заставить разные участки тела робота по-разному отзываться на внешнее магнитное воздействие.
Будущее медицины
Разработчики убеждены, что такие магнитные миниботы станут будущим медицины. Ученые уже продемонстрировали работу миниботов на манекене, создав магнитный катетер, меняющий форму по мере продвижения по телу. Также технологию испытали на живых кроликах. Кроликам вводили магнитные капсулы, а затем при помощи рентгена отслеживали их перемещение по желудку животных. К моменту, когда капсулы растворялись в желудочном соке, ученым удавалось направить их в нужную точку.
По словам ученых, магнитных миниботов можно абсолютно безопасно использовать в теле, поскольку они не способны отравить носителя или каким-либо иным образом навредить ему. “Все составляющие М-спрея, а именно поливиниловый спирт, глютен и частицы железа, биосовместимы. Растворенное покрытие может безопасно поглощаться или выводиться человеческим телом”, - говорит доктор Шэнь.
Помимо медицины, технология может найти применение в самых разных сферах, где требуется точная доставка мелких объектов. “Мы надеемся, наша технология позволит применять миниботов в различных областях, таких как активная транспортировка, подвижные датчики и устройства для задач в ограниченном пространстве”, - говорит доктор Шень.
Исследование опубликовано в журнале Science Robotics.
Если хотите получать новости через мессенджер, подписывайтесь на Telegram-канал iGate
