Крошечные намагниченные роботы

Ученые, работающие с микрожидкостями в рамках биотехнологических исследований, часто полагаются на большие, неудобные машины для проведения манипуляций над образцами, но однажды с этим можно будет справиться с помощью крошечных роботов, которые делают процесс намного более эффективным.

Инженеры из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) развивают эту идею, разработав парк миниатюрных дискообразных машин, которые функционируют как «складские роботы», перемещая и осаждая крошечные капли с большой точностью.

«Мы были вдохновлены трансформационным влиянием сетевых мобильных робототехнических систем на производство, хранение и дистрибуцию, как те, которые используются для эффективной сортировки и транспортировки пакетов на складах Amazon», - сказал Сэм Эмаминеджад, старший автор исследования.

«Итак, мы намереваемся реализовать тот же уровень автоматизации и мобильности в микрофлюидных условиях. Но наш «заводской цех» намного меньше, размером с вашу ладонь, а наши товары - капли жидкости, составляют всего несколько десятых долей миллиметра в диаметре».

О самой системе

Этот заводской цех размером с учетную карточку оборудован внутренними конструкциями и локациями для испытаний, на которых можно расположить небольшое количество жидкости. Роботы имеют диаметр около 2 мм (0,08 дюйма) и управляются электромагнитными плитками, встроенными в платформу, которые перемещают их по заранее определенным путям со скоростью около 10 см (4 дюйма) в секунду.

«Мы запрограммировали, когда и где плитки должны включаться и выключаться, чтобы вести ботов по назначенным маршрутам», - сказал Вэньчжо Ю, соавтор статьи. «Это позволяет нам получить несколько роботов, работающих в одном пространстве, и в относительно быстром темпе для эффективного решения задач».

Проведение тестов

Таким образом, магнитные роботы способны работать вместе для выполнения определенных работ. В одном эксперименте три робота сотрудничали, чтобы перемещать и манипулировать образцами человеческой плазмы как часть теста на раковые клетки. Они также имеют возможность разделять одну большую каплю на более мелкие, равные для последовательного тестирования, помещать капли в лотки для испытаний и объединять различные жидкости в отдельные образцы.

«Подобно тому, как мобильные и совместные роботы Amazon преобразовали отрасли, основанные на логистике, наша технология может трансформировать различные отрасли, связанные с биотехнологиями, включая медицинскую диагностику, разработку лекарств, геномику и синтез химических веществ и материалов», - говорится в исследовании. со-корреспондент и старший автор ДиноДи Карло. «Для манипуляций традиционно использовались роботы размером с холодильник.

Используя наших намного меньших ботов, у нас есть потенциал для проведения гораздо большего количества экспериментов - и генерирования значительно большего количества данных - с теми же исходными материалами за единицу времени». Исследование команды было опубликовано в журнале ScienceRobotics, а в это время вы можете увидеть маленьких роботов в действии в видео ниже.