logo logo
Сообщество робототехников

Микроскопические роботы-устрицы в ваших глазах!

Микроскопические роботы-устрицы в ваших глазах!
Понедельник, 24 Ноября 2014, в 16:45
Робототехника

Робот, созданный исследователями из Института умных систем им. Макса Планка в Штутгарте, – величиной меньше миллиметра и может плавать в медикобиологических жидкостях.

При создании микро- или наноробота, который может поместиться в Вашем теле, главное – простота. На сложные моторы и приводы просто нет места. Место едва ли найдется и для электронных компонентов, не говоря уже о батареях, поэтому роботы, способные плавать внутри системы кровообращения или быстро перемещаться в глазном яблоке, двигаются с помощью магнитного поля. Хотя оно притягивает все что можно, поэтому его лучше использовать для управления одним микророботом. В идеале роботы должны плавать сами, и микро-устрица может стать решением этого вопроса.

Когда мы говорим о движении микроскопических роботизированных устройств, нужно понимать процесс движения жидкостей (особенно биологических) в малых масштабах. Кровь не ведет себя так, как вода, поэтому её относят к неньютоновской жидкости. Все это означает, что кровь функционирует по-разному (меняет вязкость, становится более редкой или тягучей) — в зависимости от того, какое прилагается усилие. Классический пример неньютоновской жидкости – коллоидный раствор крахмала в воде, который Вы можете сделать сами, смешав воду с кукурузным крахмалом в пропорции 1 к 2. Этот раствор ведет себя как жидкость, пока вы не подействуете на него усилием (к примеру, быстро попытаетесь погрузить в него руку), в противном случае его вязкость увеличивается и делает его практически твердым.

Эти неньютоновские жидкости представляют большинство субстанций в Вашем организме (кровь, синовиальная жидкость, слизь в глазном яблоке, и т. д.), которые, на первый взгляд,  хоть и осложняют движение роботов, но на самом деле могут решить проблему. И вот почему:

В самых маленьких масштабах роботизированные приводы чаще являются простыми и возвратно-поступательными – то есть двигаются вперед и назад, а не по кругу, как в обычных моторах. В воде (или другой ньютоновской жидкости) возвратно-поступательные движения робота не будут эффективными, поскольку они прилагают одинаковое усилие на каждое движение, в обоих направлениях, и робот просто движется чуть вперед—чуть назад, снова и снова. Именно поэтому биологические микроорганизмы обычно не используют такой тип движения, больше полагаясь на жгутики и реснички.

Тем не менее, если дело касается неньютоновской жидкости, это правило (точнее, теорема устрицы, «Scallop theorem») не применяется, то есть эти движения эффективны. Команда исследователей из Института умных систем им. Макса Планка в Германии, возглавляемая профессором Пиром Фишером, выяснила, как можно добиться такого результата, используя робота в виде устрицы.

 

 

Эти роботы – настоящие пловцы. Они получают энергию из внешнего магнитного поля и используют её лишь как источник питания, благодаря чему поле их не притягивает (в отличие от микроботов). А ведь существует множество микроскопических возвратно-поступательных приводов, которые можно использовать: например, пьезокерамика, биметалл, сплавы с памятью формы, свето- и теплоприводные полимеры. Можно оптимизировать дизайн, сделав микроустрицу более прямолинейной, или «оптимизировать морфологию её поверхности»  (что бы это ни значило).

Исследователи отмечают, что в большей степени микроустрицы являются «общей структурой» для микророботов, а не готовым роботом для выполнения определенных задач. Будет интересно понаблюдать за изменением дизайна, что, надеемся, когда-нибудь даст нам возможность запустить робота в свой организм для решения всевозможных проблем со здоровьем. 

рейтинг

1702

просмотров

0

комментариев

порекомендовать друзьям

комментарии

Нет комментариев

Гость

Дорогие друзья! Помните, что администрация сайта будет удалять:

  • Комментарии с грубой и ненормативной лексикой
  • Прямые или косвенные оскорбления героя поста или читателей
  • Короткие оценочные комментарии ("ужасно", "класс", "отстой")
  • Комментарии, разжигающие национальную и социальную рознь