Микророботи с размери от 600 микрометра, изработени от епоксидна смола и феромагнитни частици, се обединяват в различни конфигурации, използвайки въртящо се магнитно поле. Южнокорейски изследователи са създали миниатюрни магнитни роботи, които работят в екип, подобно на мравки, изпълнявайки впечатляващи задачи, като преместване и повдигане на предмети, многократно по-големи от тях самите.
Екипът от университета Ханянг в Сеул, Южна Корея, предполага, че рояците от микророботи, захранвани от въртящо се магнитно поле, могат да изпълняват сложни задачи в труднодостъпни среди.
Тези задачи включват минимално инвазивно лечение на запушени артерии и прецизно насочване на организми. „Голямата адаптивност на рояците от микророботи към тяхната среда и високото ниво на автономност в управлението им бяха изненадващи,“ заяви Джеонг Джей Уи от катедрата по органично и нано инженерство в университета Ханянг.
Магнитни рояци се самоорганизират
Учените все по-често изследват как рояците от роботи могат да постигнат колективни цели, вдъхновени от мравките, които си сътрудничат за преминаване на пропасти или формиране на салове, за да оцелеят при наводнения. Този кооперативен подход прави роботите по-устойчиви на повреди, тъй като, дори ако някои от тях не успеят, останалите продължават своята програма, докато задачата бъде изпълнена.
Предишни изследвания върху рояковата роботика са се фокусирали върху сферични роботи, които се свързват чрез точков контакт. В това проучване изследователите са проектирали рояк от кубични микророботи, които имат по-силно магнитно привличане благодарение на по-големите контактни повърхности.
Как работят микророботите
Всеки микроробот е с височина от 600 микрометра, изработен от епоксидна смола, вградена с феромагнитни частици от неодим-желязо-бор (NdFeB). Това им позволява да реагират на магнитни полета и да взаимодействат помежду си. Чрез въртящо се магнитно поле, създадено от два свързани магнита, роякът може да се самоорганизира.
Изследователите са програмирали роботите да формират различни конфигурации, като коригират ъгъла на намагнитване, което позволява прецизно управление на тяхното поведение и способност за изпълнение на сложни задачи.
„Разработихме икономичен метод за масово производство чрез репликационно формоване и намагнитване, който гарантира еднаква геометрия и профили на намагнитване за последователна работа,“ добавя Уи.
Тестове за гъвкавост и функционалност
Изследователите са тествали рояците микророботи в различни конфигурации, за да оценят тяхната производителност при различни задачи. Те установили, че рояците с високо съотношение на страните могат да изкачват препятствия пет пъти по-високи от индивидуалния микроробот и дори да се хвърлят над тях.
В демонстрация, включваща 1000 микроробота с висока плътност, роякът формира сал, който плава върху вода и обгръща хапче, тежащо 2000 пъти повече от всеки робот, като го транспортира през течността. На сушата роякът успешно премества товар, тежащ 350 пъти повече от отделните роботи.
Друго изпитание показа как роботите могат да отпушват запушени тръби, симулирайки блокирани кръвоносни съдове. С използването на въртеливи и орбитални движения изследователите разработиха система, чрез която рояците могат да контролират движенията на малки организми.
Перспективи за бъдещето
Въпреки че резултатите от проучването са обещаващи, рояците от микророботи изискват външен магнитен контрол и все още нямат способността да се ориентират автономно в сложни или ограничени пространства, като например реални артерии.
Изследователите планират да се фокусират върху повишаване на автономността на тези микророботи, включително разработването на системи за контрол с обратна връзка в реално време, които да подобрят тяхното движение и траектории.
Източник: interestingengineering.com
