Мікрозаводи для мікрогаджетів: хто буде там працювати

49

Група розробників з ntu (сінгапур) створила нових мікророботів. Для їх виробництва вчені інтегрували магнітні мініатюрні частинки в біосумісні полімери-матеріали, які можна без побоювань використовувати в людському організмі. Нові роботи набагато краще вже наявних дрібномасштабних механізмів: вони теж можуть рухатися з шістьма ступенями свободи, тобто здійснювати поступальні і обертальні рухи по трьох осях, але на додаток до цього вони ще дуже швидко обертаються (швидше аналогів приблизно в 43 рази) і при цьому оператор контролює всі рухи з високою точністю.

Також для виготовлення роботів можна використовувати м’які матеріали і завдяки цьому отримувати на виході важливі властивості: наприклад, один з нових механізмів вміє «плавати» і відтворює рухи медузи, а інший володіє таким захопленням, що може точно маніпулювати мініатюрними предметами.

міліметрові роботи, розроблені вченими ntu. Зображення: ntu

Але найголовніше-роботи управляються за допомогою магнітних полів, які, в свою чергу, генеруються електромагнітними котушками. Причому магнітне поле можна прикладати і до третього вектора руху, а не тільки до перших двох, як було раніше. Оператор дистанційно управляє роботами за допомогою програмного забезпечення, точно змінюючи силу і спрямованість магнітних полів.

Завдяки малому розміру мікророботи особливо цікавлять вчених для використання в біомедицині і на мікропроізводствах. З їх допомогою можна замінити хірургічні втручання на менш інвазивні процедури і виконувати більш точні маніпуляції. Враховуючи, що у нових роботів крутний момент в 51-297 разів більше, ніж у інших подібних пристроїв, винахід має вирішальне значення — це величезний прогрес у сфері малих робототехнічних технологій.

на відео: лабораторні досліди ntu з новими роботами

У лабораторних експериментах дослідники продемонстрували спритність і швидкість міліметрових роботів: вони показали, як швидко механізм може пропливати через отвір в перешкоді, коли він знаходиться у воді. Таким чином, роботи можуть подолати перешкоди в динамічних і невизначених середовищах, і ця здатність важлива для їх використання в біомедицині. Попередні розробки в подібних середовищах мали низьку точність управління, рухалися повільно і ривками.

За допомогою іншого робота вчені змогли зібрати тривимірну структуру з стрижня і двох y-подібних штирів, менш ніж за п’ять хвилин, що приблизно в 20 разів швидше, ніж це могли зробити вже існуючі мініатюрні роботи. Це, в свою чергу, доводить, що розробка може бути використана на мікрозаводах, де створюють мікромасштабні пристрої.

Автори роботи розраховують, що їх роботи в майбутньому надихнуть інших фахівців на створення нових хірургічних процедур, наприклад, на мозку. Також вони можуть бути корисні в біомедицині, наприклад, при складанні пристроїв» лабораторія на кристалі ” для клінічної діагностики шляхом об’єднання декількох лабораторних процесів на одному чіпі.