Высокоманевренные миниатюрные роботы с магнитным управлением

Исследователи из Технологического университета Наньян в Сингапуре разработали миниатюрных роботов, которые обладают высокой маневренностью и могут быстро перемещаться с шестью степенями свободы. Эти крошечные устройства являются магнитными, и ими можно управлять с помощью системы электромагнитных катушек, которая точно управляет направлением и силой магнитных полей. Исследователи надеются, что их технология может проложить путь крошечным хирургическим роботам, которые смогут получить доступ к труднодоступным участкам тела, таким как мозг.

В настоящее время микророботы являются предметом пристального внимания исследователей, и их потенциал в биомедицинской сфере весьма значителен. Крошечные роботы, которые могут проникать в наши тела и выполнять сложные задачи, были бы очень полезны, но для этого требуются некоторые инновации и настойчивость. Эта последняя разработка демонстрирует высокоманевренные и ловкие роботы — впечатляющий подвиг, учитывая, что они размером примерно с рисовое зернышко.

Роботы могут двигаться с шестью степенями свободы (DoF), что означает, что они могут двигаться и вращаться вокруг трех пространственных осей. Хотя это было достигнуто в предыдущих крошечных роботах, современные устройства могут выполнять эти движения очень быстро, достигая определенных движений, которые в 43 раза быстрее, чем у предыдущих устройств, и со значительно увеличенным крутящим моментом.

«Моя команда стремилась раскрыть фундаментальные принципы работы миниатюрных роботов с шестью степенями свободы с помощью этой работы», — сказал Люм Го Чжан, исследователь, участвовавший в исследовании, в пресс-релизе. «Полностью понимая физику этих миниатюрных роботов, мы теперь можем точно контролировать их движения. Кроме того, предлагаемый нами метод изготовления может намагничивать этих роботов для создания в 51–297 раз большего крутящего момента с шестью степенями свободы, чем у других существующих устройств. Таким образом, наши выводы имеют решающее значение и представляют собой значительный прогресс в области маломасштабных робототехнических технологий ».

Магнитные устройства могут быть изготовлены из мягких материалов, что увеличивает их потенциал для использования в организме, и ими можно управлять посредством точных изменений силы и направления приложенного магнитного поля. Устройства также маневренны и могут втискиваться в труднодоступные места, что говорит о том, что у них есть потенциал для доступа к труднодоступным местам. Например, робот типа медузы смог протиснуться через плотное отверстие, когда он был подвешен в воде.

С помощью другой конструкции, робота-захвата, исследователи смогли построить трехмерную структуру, собирая и собирая различные структурные компоненты. «Помимо хирургии, наши роботы также могут быть полезны в биомедицинских приложениях, таких как сборка устройств« лаборатория на кристалле », которые могут использоваться для клинической диагностики путем интеграции нескольких лабораторных процессов на одном чипе», — сказал Сюй Чанъюй, другой исследователь, занимающийся исследовать.

Поделиться

Источник