Британскими учеными создан миниробот с ферромагнитной головкой

Новости науки

Микроскопические роботы, которые могут передвигаться внутри нашего организма уже давно перестали быть чем-то невероятным и, скорее всего, рано или поздно найдут свое применение в медицине. Но интересным остается другое: все существующие на сегодняшний момент роботы имеют в своей основе самые разные технологии перемещения. И недавно специалисты из Эксетерского университета (Великобритания) представили одну из, пожалуй, самых интересных. Она основана на создании роботов с ферромагнитной головкой.

Как сообщает редакция журнала Physics of Fluids, робот состоит из двух основных частей: уже упомянутой ферромагнитной головки и гибкого подвижного жгуитика на другом конце. Исследуются динамические характеристики робота-пловца на границе раздела фаз воздух-жидкость в зависимости от частоты и амплитуды внешнего магнитного поля удалось установить, что скоростью миниатюрного робота можно управлять, используя магнитное поле с частотой менее 3,5 микротесла. При этом, изменяя длину жгутика, удалось добиться того, что можно четко контролировать перемещение робота, заставляя двигаться в требуемую сторону.

Геометрическая конфигурация модели робота (а) и схематичное изображение ферромагнитной частицы (b)

Само устройство робота довольно просто: на одном конце расположена головка из ферромагнитного материала, имеющего в своем составе неодим, железо и бор. Кристаллическая решетка вещества имеет тетрагональную форму и позволяет ему иметь хорошие ферромагнитные свойства. Головка выполнена в форме куба с гранью равной 0,5 миллиметра. На другом конце микробота располагается подвижный жгутик (или хвост).

Перемещение робота было позаимствовано у самой природы. Жгуик одноклеточных и некоторых клеток животных (например, сперматозоидов), двигаясь, создает завихрения потоков жидкости, что и позволяет двигаться. Жгутик робота делает то же самое.

Измерение скорости потока жидкости в зависимости от частоты. Тут показано схематическое изображение робота с ферромагнитной частицей в качестве насоса

О сфере применения робота создатели пока не говорят, замечая, что используя его в медицинской практике можно добиться потрясающих результатов. Например, применив таргетную доставку лекарственных средств или же в качестве устройства диагностики заболеваний и мониторинга за состоянием здоровья.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Компактификация измерений: почему мы воспринимаем только четыре измерения

Теория струн пытается не только объединить квантовую механику с Общей теорией относительности, но и объяснить спектр частиц и сил, наблюдаемых в природе. В самой последней формулировке теории — матричной теории — 11 измерений. Ее сторонники столкнулись с одной из самых больших проблем струнных теорий — объяснением того, как именно «компактифицированы» дополнительные измерения, из-за чего их невозможно наблюдать в нашем четырехмерном мире.

Теория струн утверждает, что мир состоит из невероятно маленьких вибрирующих струн в десятимерном пространстве-времени. В 1995 году, во время второй суперструнной революции, Эдвард Виттен предложил М-теорию, объединявшую все пять разных типов теории струн. Это 11-мерная теория, включающая супергравитацию. Среди ученых нет единого ответа на то, что означает «М» в названии, но многие теоретики сходятся во мнении, что эта буква означает «мембраны», так как в теории содержатся вибрирующие поверхности нескольких разных размерностей. В М-теории отсутствуют точные уравнения движения, но в 1996 году Том Бэнкс из Ратгерского университета и его коллеги предложили ее описание как «матричной теории», чьи основные переменные — матрицы.

Компактифицировать эту 11-мерную теорию до четырех изменений было отнюдь нелегко. Компактифицировать буквально означает «сворачивать» дополнительные измерения теории до очень малых размеров. Например, чтобы свернуть два измерения, возьмем бублик — или тор (это двумерная поверхность) — и будем сжимать его до круга или петли с маленьким поперечным сечением, а затем эту петлю сожмем до точки. Без достаточно чувствительного зонда, который смог бы зарегистрировать «сжатые» измерения, эта петля выглядит одномерной, в то время как точка — нульмерной. В М-теории предполагается, что речь идет о размерах порядка 10 -33 сантиметров, что, в свою очередь, никоим образом не может быть зарегистрировано современным оборудованием. Получается, после компактификации семи измерений мир вокруг нас выглядит четырехмерным.

Эдвард Виттен / © Quanta Magazine/Jean Sweep

Но что же такое измерение само по себе? Интуитивно может показаться , что каждое измерение — это независимое направление, в котором мы (или какой-либо объект) можем двигаться. Так и получается, что мы живем в трех пространственных измерениях — «вперед-назад», «влево-вправо» и «вверх-вниз» — и одном временном — «прошлое-будущее». В целом это четыре измерения. Но наше восприятие измерений намертво завязано на масштабах.

Представьте, что вы наблюдаете за кораблем, издали плывущим в порт. Сначала он похож на нульмерную точку на горизонте. Через какое-то время вы понимаете, что у него есть мачта, указывающая в небо: теперь он выглядит как одномерная линия. Затем вы замечаете его паруса — и объект выглядит уже двумерным. Когда корабль еще больше приближается к причалу, вы наконец-то замечаете, что у него есть длинная палуба — третье измерение.

В этом нет ничего странного, как и в том, что бублик, уменьшенный до невероятных размеров, представляется нульмерной точкой. Дело в том, что мы не способны определять измерения с далеких расстояний. Это логически приводит к тому, что было описано выше: могут существовать другие измерения, но они настолько малы, что мы их не воспринимаем.

Вернемся к компактификации измерений. Вообразите, что вы — белка, живущая на бесконечно длинном стволе дерева. В той или иной мере древесный ствол — это цилиндр. Вы можете двигаться в двух независимых направлениях — «вдоль» и «вокруг». Однажды вам становится скучно, вы переселяетесь на дерево с более тонким стволом, окружность которого значительно меньше. Теперь ваше измерение «вокруг» стало намного меньше, чем раньше. Вам хватает всего двух шагов, чтобы полностью обойти ствол. Вы перепрыгиваете на еще более тонкое дерево. Теперь за один шаг вы оборачиваете ствол целых сто раз! Измерение «вокруг» стало слишком маленьким, чтобы вы его могли заметить. Чем тоньше становятся стволы деревьев, тем сильнее измерения вашего мира уменьшаются до одного.

Чем меньше дерево, на которое перепрыгивает белка, тем меньше и измерение «вокруг», в котором она может двигаться и которое может воспринимать / © WhyStringTheory.com

Именно это в теории струн происходит с шестью (с семью — для М-теории) дополнительными измерениями. Каждый раз, двигая рукой через пространство, вы оборачиваетесь вокруг скрытых измерений невероятное количество раз.

Читать еще:  Учеными калифорнийского университета создан наноробот

Как было сказано выше, размеры компактифицированных измерений составляют порядка 10 -33 сантиметров, что сопоставимо с планковской длиной (1,6×10 -33 сантиметров). Следует отметить, что у нас вряд ли в ближайшее время появится возможность напрямую зарегистрировать их экспериментально. Тем не менее ученые надеются на некоторые испытания, результаты которых, однако, в немалой степени зависят от удачного стечения обстоятельств.

Форма и размер струн крайне важны для моделирования их вибраций и взаимодействий. Нужно понимать, как они закручиваются вокруг шести свернутых измерений. Точная структура поверхности, образованной в результате компактификации, изменяет физику, обусловленную струнами.

Существует несколько способов того, каким образом дополнительные измерения могут свернуться в столь маленькое пространство. Однако пока не известно, какой именно из этих способов в итоге приводит к традиционной физике.

Ранее было предпринято множество попыток компактифицировать матричную теорию при помощи шестерного тороида, но ничего не вышло. Никто и не думал, что предположительно более сложная задача компактификации при помощи многообразий Калаби — Яу предоставит действенные решения для рабочей теории. Компактификация измерений при помощи многообразий Калаби — Яу помогает избежать некоторых осложнений матричной теории.

Современные исследования в области теории струн в большей степени связаны с многообразиями Калаби — Яу. Это, безусловно, многообещающая группа компактификаций, но ясного ответа еще нет, а количество обнаруженных многообразий уже возросло до 10 500.

Шестимерные многообразия Калаби — Яу / © Vimeo/Graphene

Струнные теоретики пока далеки от ясного и однозначного понимания того, описывает ли М-теория мир на самых малых масштабах в действительности. Однако, как отметил Эдвард Виттен: «Удивительно, как можно построить теорию, включающую в себя гравитацию, но которая изначально базировалась только на калибровочной теории».

Теория струн — сложный математический аппарат. Как отмечали Клиффорд Джонсон и Брайан Грин в интервью для нашего журнала, трудно сказать, что эта теория в действительности описывает реальность. Но даже если окажется, что она не имеет ничего общего с реальностью, то она определенно станет важным шагом к чему-то большему — к теории, описывающей Вселенную точнее и элегантней, чем все, что мы знали до этого.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Модернизация ферромагнитных плавающих роботов

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 24.12.2018 2018-12-24

Статья просмотрена: 37 раз

Библиографическое описание:

Поезжаева Е. В., Шардаков А. А. Модернизация ферромагнитных плавающих роботов // Молодой ученый. — 2018. — №51. — С. 51-53. — URL https://moluch.ru/archive/237/55054/ (дата обращения: 17.02.2020).

В данной статье представлен ферромагнитный плавающий робот, предложены варианты модернизации этого робота для увеличения его функциональности и скорости путем изменения формы головки и внедрения индуктора тока для создания напряжения, способствующего разрушению тромбов.

Ключевые слова: микро-роботы, медицинские роботы, плавающие роботы, ферромагнитные плавающие роботы.

This paper presents a ferromagnetic floating robot, offers options for upgrading this robot to increase its functionality and speed by changing the shape of the head and the introduction of a current inductor to create a voltage that contributes to the destruction of blood clots.

Keywords: micro robots, medical robots, floating robots, ferromagnetic floating robots.

Микроскопические роботы, которые могут передвигаться внутри нашего организма, уже давно перестали быть чем-то невероятным, и использование микроскопических устройств и даже роботов в медицине становится в последнее время чем-то само собой разумеющимся. Основными разработчиками нано и микро-роботов в настоящее время являются ведущие специалисты из университетов США и Великобритании. Совсем недавно специалисты из Эксетерского университета (Великобритания) представили, пожалуй, одну из, пожалуй, самых интересных. Она основана на создании роботов с ферромагнитной головкой, на базе которого и будет модернизация.

«Роботы-пловцы» представляют собой головку из ферромагнитного материала и цепочку из зерен ферромагнитных сплавов, составляющих из себя подвижный хвостик. Эти роботы при помощи внешнего магнитного поля можно направлять в нужный участок сосудистой системы пациента.

Устройство робота довольно просто: головка, имеющая в своем составе неодим, железо и бор, что позволяет иметь ей хорошие ферромагнитные свойства и выполненная в форме куба, связывается с управляющим устройством.

На другом конце микро-робота располагается подвижный жгутик (или хвостик). Жгутик одноклеточных и некоторых клеток животных (например, сперматозоидов), двигаясь, создает завихрения потоков жидкости, что и позволяет двигаться. Жгутик робота делает то же самое, за счет электромагнитных импульсов того же самого управляющего устройства.

Рис. 1. Изображение ферромагнитного плавающего робота в исходном состоянии

Характеристики ферромагнитного плавающего робота

Характеристика

Величина

Размер головки (ДШВ)

0,5 х 0,5 х 0,5 мм

Номинальная частота колебаний жгутика

Максимальная частота колебаний жгутика

Частота внешнего магнитного поля

Масса полезной нагрузки

Скоростью миниатюрного робота можно управлять, используя магнитное поле с частотой менее 3,5 микротесла. При этом, изменяя длину жгутика, удалось добиться того, что можно четко контролировать перемещение робота, заставляя двигаться в требуемую сторону.

За основу для модернизации примем данного робота. Для повышения его функциональности могут быть рассмотрены следующие версии модернизации:

  1. изменение формы кубической ферромагнитной головки на форму вытянутого многоугольника для улучшения гидродинамического качества, снижения вязкого трения;
  2. создание индукционного электрического тока за счет намотки на основание хвостика робота тончайших золотых или платиновых нитей, для улучшения чистящих свойств нано-робота сосудов от тромбов и отложений.

Применение сложной краеугольной вытянутой формы позволит роботу-пловцу свободнее передвигаться по сосудам человека, это подтверждается элементарными законами гидродинамики, за счет уменьшения лобового сопротивления, а большее количество углов позволит легче расправляться с тромбами и отложениями. На рисунке 2 представлена наглядная картина обтекания головки квадратного сечения и многоугольного. Несмотря на это, при увеличении количества углов, стенки сосуда остаются в безопасности, за счет своей упругой структуры, отложения же подвергаются неизбежному разрушению.

Рис. 2. Картина обтекания тел многоугольного и квадратного сечений

Создание индукционного тока необходимо так же для облегчения удаления тромбов и различных отложений на стенках сосудов за счет электрических импульсов от головки, к которой подключена катушка из намотки нескольких витков золотой или платиновой тончайшей нити. Расчетное значение тока при номинальном режиме работы: I = 6∙10– 23 A.

Получившийся ток пренебрежительно мал для организма и сердечно-сосудистой системы в целом, но воздействие этого тока на стенки сосудов и вещества тромбов вызывает микросокращение стенок сосудов и тем самым воздействуя на неблагоприятные отложения не только со стороны тока крови, но и со стороны стенок сосуда. Предыдущий способ модернизации является неотъемлемой частью для выполнения данного условия, ведь чем больше точек воздействия тока на сосуд (чем больше углов на головке), тем более продуктивнее будет идти процесс очищения стенок сосудов. Наглядная 3D-модель показана на рисунке 3.

Читать еще:  Стандартные размеры микроволновки по длине, ширине, высоте и глубине

Рис. 3. Упрощенная 3D-модель модернизированного ферромагнитного плавающего робота с улучшенной многогранной головкой и индуктором для создания токов малой величины

Таким образом, был модернизирован ферромагнитный плавающий робот, способный теперь не только производить движение по сосудам, но и очищать их от ненужных образований. Данные модернизации могут обеспечить увеличение скорости движения и очищение от отложений на 15–20 %. Тип данного робота находится только стадии доработки и испытаний, предложенная модель является лишь одним из вариантов модернизации.

В перспективе — создание на базе данных микро- и нано-роботов модулей, способных на таргетную доставку лекарственных средств или же в качестве устройства диагностики заболеваний и мониторинга за состоянием здоровья.

Британские учёные создают магнетизм в немагнитных металлах

Магниты находят многочисленные области применения, включая выработку электроэнергии в ветровых турбинах, запоминающих устройствах и рентгенографии. Однако всего лишь три металла – железо, кобальт и никель – являются природными ферромагнитными, то есть они остаются магнитными в отсутствии поля. Учёные из университета в Лидса – Leeds University (Великобритания) открыли метод создания магнетизма в металлах, которые не являются природными магнитами, тем самым, открывая возможность использования целого ряда новых материалов для магнитных применений.

В своей новой работе учёные — исследователи показали, как изменять характер немагнитных материалов путём удаления нескольких электронов при использовании поверхности раздела покрытого тонким слоем молекул углерода С60, который также известен как бакибол (buckyball) или классический фуллерен (кластерная углеродная структура, содержащая от 10 до 1000 атомов и по форме напоминающая футбольный мяч). Движение электронов между металлом и молекулами даёт возможность немагнитным материалам стать магнитными. Как утверждают учёные, этот метод открывает новые возможности для различных областей применения во многих отраслях. Учёные из Лидского университета впервые продемонстрировали, как создавать магнетизм в металлах, не являющихся природными магнитами, что может положить конец нашей зависимости от некоторых редких и токсичных элементов, используемых в настоящее время. Они подробно описали способ изменения квантовых взаимодействий вещества, используя математическое уравнение, которое определяет, являются ли элементы магнитными, называемое критерием Стонера (условие возникновения ферромагнетизма в системе коллективизированных электронов). Умение генерировать магнетизм в материалах, не являющихся естественно магнитными, открывает новые пути к устройствам, в которых изобилуют такие элементы как углерод и медь. Магниты применяются в промышленных целях и во многих технологических приложениях, включая выработку энергии в ветровых турбинах, в жёстких компьютерных дисках, а также в рентгенографии в медицине.

Будущие технологии, такие как квантовые компьютеры, потребуют нового поколения магнитов с дополнительными свойствами для увеличения возможностей хранения и обработки данных. Как отметил один из учёных, это исследование – шаг вперёд на пути создания таких «магнитных метаматериалов», которые могут удовлетворить эту потребность.

Несмотря на их широкое применение, при комнатной температуре только три элемента являются ферромагнитными — это означает, что они обладают высокой склонностью к тому, чтобы стать и остаться магнитными в отсутствии поля, в противоположность парамагнитным материалам, которые всего лишь слабо притягиваются к полюсам магнита и не сохраняют магнетизм самостоятельно. Эти ферромагнитные элементы – металлы железо, кобальт и никель. Такое малое разнообразие магнитных материалов ограничивает возможности приспосабливания магнитных систем для конкретных целей применения без использования очень редких или токсичных материалов. Создание устройств только с этими тремя естественно доступными для нас магнитными металлами можно сравнить со строительством небоскрёба только из кованого железа. Почему бы не добавить немного углерода и не сделать сталь?

Условие, определяющее, является ли вещество ферромагнитным, называется критерием Стонера. Оно объясняет, почему железо ферромагнитное, а марганец – нет, даже притом, что эти элементы располагаются рядом в периодической таблице. Критерий Стонера был сформулирован профессором Эдмундом Клифтом Стонером, английским физиком-теоретиком, который работал в Лидском университете с 1930-х годов по 1960-е годы. В основании критерия лежит анализ распределения электронов в атоме и сила взаимодействия между ними. Элемент является ферромагнитным, если при умножении числа различных состояний, которые электроны занимают вокруг ядра атома (плотность состояний), на так называемое «обменное взаимодействие», результат должен быть больше, чем единица. Обменное взаимодействие относится к магнитному взаимодействию между электронами внутри атома, которое определяется ориентацией каждого магнитного «спина» — квантово-механического свойства, описывающего внутренний кинетический момент, осуществляемый элементарными частицами, с только двумя вариантами: либо «вверх», либо «вниз». В новом исследовании учёные из Лидского университета показали, как изменить обменное взаимодействие и плотность состояний в немагнитных материалах путём удаления некоторых электронов с использованием границы раздела, покрытой тонким слоем молекул углерода C60, также называемых бакиболом. Движение электронов между металлом и молекулами даёт возможность немагнитному материалу преодолеть критерий Стонера.

Научный руководитель проекта профессор Оскар Сеспедес (Oscar Cespedes) сказал, что после того, как было обнаружено, что создание такой молекулярной границы раздела изменяет поведение магнитов, следующим шагом было проверить, можно ли использовать молекулы также для того, чтобы придать магнитное упорядочение немагнитным металлам. Учёные отметили, что этот шаг был успешно продемонстрирован, но необходима дальнейшая работа для того, чтобы сделать эти синтетические магниты сильнее. Профессор Сеспедес говорит, что пока ещё нельзя воткнуть один из таких магнитов в ваш холодильник. Но уже есть уверенность в том, что, применяя этот способ с правильной комбинацией элементов, можно будет получить новую форму «дизайнерских» магнитов для настоящих и будущих технологических решений.

Нашли ошибку? Выделите и нажмите Ctrl + Enter

Мал, да удал: 6 самых маленьких роботов в мире

Робот – это не всегда двухметровый механический гигант, неповоротливый и угловатый, издающий скрежет при каждом движении. Разработчики стараются делать свои изобретения как можно более компактными, механизмы становятся изящнее, меньше, быстрее. Сегодня самые маленькие роботы могут достигать всего лишь нескольких миллиметров. Сферы применения механических крох самые разные и удивительные – от деятельности разведчика до хирургических операций.

Топ-6 миниатюрных роботов

Робот Микро

Ученые из Нью-Мексико создали робота, высота которого равна сантиметру. Механизм может повернуться вокруг своей оси, не выходя за пределы монеты – настолько он миниатюрен.

Общие габариты модели – около пяти сантиметров в кубе, робот передвигается на гусеницах, которые работают от мини-моторов, получающих, в свою очередь, энергию от батареек из наручных часов.

Робот Микро не самый быстроходный: за одну минуту он способен пройти 50 см, примерно с такой скоростью движутся улитки.

Инженеры наградили детище восемью килобайтами памяти и встроенным температурным сенсором. Робот легок, мобилен и почти невидим благодаря своим габаритам – если навесить на корпус камеру, можно будет использовать его в качестве шпиона.

Читать еще:  Как поменять вату в вейпе kangertech, eleaf и других своими руками

Чтобы придать сложному механизму такой маленький объем, разработчики пришли к нестандартному решению, подсмотренному в фильме «Звездный путь». Корпус микроробота был фактически выращен в соответствии с технологиями, о которых рассказывается в фантастической саге «Star Treck», а именно с помощью метода стереоскопической литографии . Эта технология заключается в том, что лазер, ориентируясь на компьютерный чертеж, рисует в емкости с пластичным фотополимером одну точку за другой, и с каждой вспышкой света субстанция твердеет.

Возможно, ученые смогли бы сделать модель еще более микроскопической, но препятствием стал размер батареек, замены которым пока не нашлось.

Робот-таракан

Разработчики из Франции, Бельгии и Швейцарии создали 30-миллиметрового робота-таракана, который перемещается с помощью колес, имеет встроенные камеры и инфракрасные сенсоры.

Робот не может похвастаться идеальным сходством с самым нелюбимым домашним насекомым, человеческий глаз сразу различит подвох, но настоящих тараканов провести оказалось гораздо проще: все потому, что они ориентируются на скорость движения особей и их запах. И если с имитацией первого у ученых проблем не возникло, то со вторым пунктом все оказалось сложнее.

Насекомые опознают друг друга по запаху, который вырабатывается углеводородами на поверхности тела. Лаборанты смывали пахучие вещества с тела тараканов с помощью специальных растворителей, а затем заворачивали каждого робота в фильтровальную бумагу, пропитанную «ароматизированной» эссенцией.

Старания ученых не были напрасными: в конце концов роботы настолько втерлись в доверие живых насекомых, что, ни много ни мало, смогли управлять коллективным поведением остальных .

В ходе эксперимента настоящих тараканов и их механических собратьев посадили в ярко освещенный сосуд с двумя укрытиями из пластика, которые давали разное количество тени. В итоге все особи собрались под наименее защищенным от света укрытием, устремившись туда вслед за роботами под воздействием стадного инстинкта. Примечательно, что при аналогичном опыте с участием только настоящих тараканов испытуемые занимали хорошее укрытие.

Фокус удался благодаря исследованию биологов, которые при изучении поведения общественных животных увидели, что те при принятии решения ориентируются на поведение состайников.

Роботы-тараканы могут стать мощным инструментом влияния на большие группы насекомых и даже уничтожать популяции вредителей. Возможно, в недалеком будущем подобные методы можно будет применять и к позвоночным.

Самый маленький робот-гуманоид

Самый миниатюрный человекоподобный механизм был разработан компанией GeStream Technology и представлен на международной робовыставке в Тайвани.

Модель занесена во Всемирную книгу рекордов Гиннеса, благодаря своим размерам: ее высота достигает 15,3 см, а вес равен 250 гр.

Мини-гуманоид умеет ходить, танцевать, отжиматься и даже выполнять несложные приемы тай-чи – одного из видов восточной борьбы. Управлять роботом можно с помощью пульта или голосовых команд.

Робот-оригами из биоматериала

Ученые из Массачусетского технологического института совместно с коллегами из Шеффилдского университета и Токийского технологического института разработали робота-оригами, который сам собирается в единый механизм после того, как попал в желудок пациента. Его передвижения контролируются с помощью магнитного поля.

В качестве материала для необычного робота разработчики использовали высушенный свиной кишечник , который применяют при производстве оболочки для колбасно-сосисочных изделий. Однако в ходе тестирования возникла проблема: робот должен был разворачиваться и передвигаться в желудке, а на это способна только твердая субстанция. Поэтому пришлось сделать разрезы на корпусе: устройство сгибается по намеченным линиям и становится более устойчивым.

Биооригами сделан в форме прямоугольника, складывающегося в гармошку. Внутрь встроен магнит, который дергает гаджет под воздействием электромагнитного поля и перемещает его. Основная цель робота – доставать проглоченные мелкие предметы, например, батарейки, которые могут наносить серьезный ущерб внутренним органам, прожигая их насквозь.

Раньше операции по удалению батареек из желудка проводились только хирургическим путем, изобретение биоробота существенно упростило задачу.

Чтобы можно было легко проглотить биоконструкцию, не повредив пищевод, робота помещают в ледяную капсулу, растворяющуюся в желудке под воздействием тепла и желудочного сока. В развернутом виде устройство составляет около 6 см в длину, в свернутом оно в три раза компактнее.

Ранее ученые из Массачусетского технологического университета уже создавали робота-оригами из поливинилхлорида и неодимового магнита, подробнее о нем можно почитать здесь .

Одна из компаний, занимающихся схожими разработками – Nanotechnology Development Corp. Британская корпорация работает над проектом «Фрактальный хирург» – эта технология создана на основе принципа конструктора «Лего». Суть в том, что в тело больного через разрезы длиной 2 мм помещаются части робота – миллиметровые кубики . Внутри тела механизм соберется в единое целое самостоятельно.

В скором будущем роботов смогут помещать в человека без оперативного вмешательства, внутри организма механические хирурги будут выполнять сложные процедуры: удалять раковые клетки, дробить камни в почках, разрушать тромбы. Технология уже разработана, осталось дождаться ее внедрения.

Специалисты из Гарвардского университета изобрели мини-робот в виде мухи. Механизм состоит из сверхлегкого углепластика, весит 80 граммов и делает до 120 взмахов в секунду. Само устройство чуть больше монеты, размах крыльев достигает 3 см.

Несмотря на то, что пока инженерам не удалось добиться автономности – питание робота осуществляется проводным способом – Robo-Fly очень ловко имитирует движения настоящего насекомого – настолько, что в полете его весьма непросто поймать руками.

В будущем роботу планируют доверить поисковые операции – юркий и быстрый механизм, оснащенный камерой наблюдения, оперативно обнаружит место происшествия и даст наводку службам спасения.

Самый миниатюрный автономный робот

Пальму первенства получает устройство, разработанное Брюсом Дональдом и сотрудниками Дартмутского колледжа, – это самый маленький робот в мире длиной 0,25 мм и шириной 0,06 мм.

Если мини-устройство поместить на монету США номиналом один цент и посмотреть на нее в микроскоп, механизм можно будет принять за синий волосок в бороде Линкольна.

Модель управляется дистанционно и полностью автономна: ей не требуется подключаться к другим приборам, чтобы работать. Мини-устройство способно ежесекундно проходить десятки тысяч шагов шириной до 10 нанометров – это очень быстрая скорость для такого крохи.

Авторы проекта стали инноваторами в сфере роботостроения, несмотря на то что при разработке механизма пришлось столкнуться с трудностями. Самая сложная задача состояла в том, чтобы сделать крохотный механизм функциональным: настроить управление, подачу питания, приема и декодирования команд. В итоге ученые решили вопрос нестандартно – робот представляет собой цельный кусочек кремния, без деталей сборки, батарей и микропроцессоров. Память хранится в простом электромеханическом переключателе, рулевом рычаге, который также выполняет роль поворотника.

Сейчас инженеры ищут возможности для взаимодействия мини-моделей с другими механизмами. Возможно, в дальнейшем эти миниатюрные роботы будут применяться в сфере кибербезопасности.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector