Медицинские микро-роботы

Все более вероятно, что когда-нибудь крошечные роботы могут плавать и ползать по вашему телу, доставляя лекарства или очищая артерии. Но человеческий организм полон совершенно разных сред, поэтому любые роботы, исследующие их, должны быть в состоянии адаптироваться на лету.Теперь исследователи из EPFL и ETH Zurich разработали микро-роботов, которые могут автоматически трансформироваться в соответствии с окружающей средой.

Новые роботы для медицинской сферы

Медицинские роботы состоят из слоев биосовместимого гидрогеля, сложенного, как оригами, - стратегия, наблюдаемая во многих других крошечных роботах, предназначенных для использования в организме. Крошечные магнитные частицы встроены в материал, поэтому его можно перемещать извне, используя переменное электромагнитное поле.

Но новые роботы также разработаны с легким подходом к передвижению - они меняют свою форму в зависимости от своего окружения, складываясь и разворачиваясь в наиболее эффективную форму для работы.

Например, команда обнаружила, что тело в форме трубки и плоский хвост подобный веслу были наилучшей конструкцией для плавания в жидкости с низкой вязкостью, в то время как форма спирали была лучше при прохождении через более вязкие жидкости.Чтобы позволить роботу осуществить переход между двумя формами самостоятельно, команда разработала его так, чтобы он был вызван более высокой концентрацией сахарозы.

Команда проверила микророботов в узких стеклянных пробирках где они проплывали сквозь жидкости разных полостей

«Наши роботы имеют особый состав и структуру, которые позволяют им адаптироваться к характеристикам жидкости, через которую они движутся, - объясняет Селман Сакар, ведущий исследователь исследования. - Например, если они сталкиваются с изменением вязкости или осмотической концентрации.Они изменяют свою форму, чтобы поддерживать скорость и маневренность, не теряя контроля над направлением движения».

Исследователи проверили роботов, пропустив их через узкие стеклянные трубки, предназначенные для имитации кровеносных сосудов, где они плавали в жидкостях различной вязкости, которые текли с различной скоростью. Это помогло команде выяснить, какие формы были лучше в какой среде. Команда разрабатывает микро-роботов в течение многих лет, они выглядят как самые передовые на сегодняшний день.

В будущем эта работа может привести к тому, что роботы будут доставлять лекарства непосредственно в те части тела, которые в них нуждаются, или даже выполнять операции настолько инвазивно, насколько это возможно. Исследование было опубликовано в журнале Science Advances, а микророботов можно увидеть в действии на видео ниже.