01
А
Астрономия
02
Б
Биология
03
Г
Гуманитарные науки
04
М
Математика и CS
05
Мд
Медицина
06
Нз
Науки о Земле
07
С
Сельское хозяйство
08
Т
Технические науки
09
Ф
Физика
10
Х
Химия и науки о материалах
Технические науки
20 марта

Микроскопический робот может грести даже одной рукой

American Chemical Society/YouTube

Из двух крошечных магнитов собрали однорукого плавающего микроробота, которым можно управлять при помощи магнитного поля. Робот плавает на основе эффекта поступательного движения, который наблюдается у связанных магнитным полем микрочастиц. Механизм движения и управления подобного микроробота описан в журнале Soft Matter.

Размер нового микроробота — несколько микрон (одна тысячная доля метра). Он представляет собой две помещенные в жидкость магнитные частицы разного размера, вокруг которых с помощью электромагнитов ученые создали магнитное поле. Под его действием частицы соединились вместе и стали действовать как единый механизм, напоминающий однорукого пловца. Управляя магнитным полем, исследователи научились направлять «пловца» в нужную сторону.

Робот состоит из двух частей: «тела» – сферы диаметром около 2 микрометров и «руки» – сферы диаметром 1 микрометр. Такой «пловец», помещенный во вращающееся магнитное поле, может плыть в заданном направлении. «Рука» под действием поля начинает вращаться, при этом «тело» взаимодействует и с полем, и с «рукой». В результате получается поступательное движение – «рука» толкает «тело» и такими маленькими толчками «пловец» перемещается – примерно так плыл бы человек с одной рукой.

67f80365f1363b1b1c3bb1c5be92db0e84331929
Микроробот-пловец
Biswal Lab

Никакой связи, кроме магнитной, между частицами нет. Чтобы описать такую систему, авторы используют термин «виртуальные шарниры» – они «связывают» две частицы между собой словно сустав. У «пловца» с одним «суставом» одна степень свободы. Если добавить к системе еще несколько маленьких частиц, получается «пловец» с несколькими степенями свободы, то есть с несколькими «суставами руки» (аналог человеческих плечевого, локтевого и кистевого сустава). Такие «пловцы» в зависимости от других параметров (вязкости жидкости, её состава и т.д.) могут плыть быстрее или медленнее систем с одной степенью свободы.

D525d93fe16b7e9636fbe74dfb8efb61230aef0d
Biswal Lab

Ученые считают, что в будущем такие системы смогут использоваться для доставки лекарств к нужному месту в организме. К «телу» механизма можно будет прикрепить лекарственные вещества и с помощью внешнего магнитного поля направить «пловца» к нужной цели.

Комментарии

Все комментарии
Обсуждаемое