Инженеры создали крошечных беспроводных роботов для доставки лекарств, которые способны и ползать, и плавать в различных средах организма. В основе разработки, описанной в статье в Nature Communications, используется техника оригами.
Группа инженеров из Стэнфордского университета создала крошечного робота-амфибию. Устройство основано на принципах схемы оригами Креслинга. Робот перемещается при помощи магнитных полей, которые создают крутящий момент, управляют конфигурацией и направлением движения.
Техника оригами не впервые используется для создания роботов. Например, «Хайтек» уже писал о разработке этой же группой ученых робота-гусеницы для проведения эндоскопии и биопсии. Преимущество нового робота в его способности адаптироваться к различным средам. Это устройство может, как показывают в своей работе исследователи, быстро перемещаться по гладким и неровным поверхностям органа и плавать в жидкостях организма.
По словам исследователей, недостаток большинства современных миниатюрных роботов-оригами в том, что они требуют отдельных устройств для управления движением и выполнения своей функции, например, доставки лекарства. Свое устройство авторы «амфибии» проектировали таким образом, чтобы форма устройства не только отвечала за движение, но и выполняла полезные задачи.
Разработанная инженерами структура позволяет роботу в «разобранном» состоянии легко перемещаться по различным поверхностям. А достигнув своей цели, «амфибия» складывается как гармошка и выдавливает лекарства. Как отмечают исследователи, такой подход позволяет минимизировать размер устройства, исключив любые дополнительные модули. Чем меньше робот, тем менее инвазивной будет медицинская процедура, добавляют разработчики.
Второй универсальный конструкционный механизм: сочетание геометрических элементов. Как объясняют создатели, продольное отверстие в центре робота и боковые прорези, расположенные по бокам под углом вверх, снижают сопротивление воды и помогают роботу лучше плавать. И эти же механизмы используются для всасывания «груза».
Эта конструкция создает отрицательное давление в роботе для быстрого плавания и в то же время обеспечивает всасывание в процессе погрузки и транспортировки груза. Мы в полной мере используем геометрические особенности этого маленького робота и работаем над единой структурой для различных приложений и функций.
Рене Чжао, инженер-механик из Стэнфордского университета и руководитель исследования
Сейчас новая разработка проходит стадию предварительных испытаний для медицинского использования. Исследователи планируют в ближайшее время перейти к тестированию на живых животных, предшествующей клиническим испытаниям.
Изображение обложки: Zhao Lab, Stanford University
Читать далее
Японцы сбросили гигантскую турбину в океан, чтобы получать бесконечную энергию от течения
Астрономы из Японии нашли в галактике неизвестную структуру
Исследователи сняли на видео «скрытую» экосистему антарктической реки