Использование звуковых волн для перемещения микроробота

Группа инженеров-робототехников и акустиков из ETH Zurich и Westfalische Wilhelms-Universitat разработала микроробота, который может перемещаться по узким трубкам с помощью звуковых волн.

В своей статье «An acoustically controlled helical microrobot», опубликованной в журнале Science Advances, группа описывает, как они сконструировали своих роботов и насколько хорошо они работают при испытаниях.

В течение многих лет ученые-медики ищут способы более направленного введения лекарств в организм. Это позволило бы направлять лекарства только в те части тела, которые нуждаются в лечении, и тем самым предотвратить многие нежелательные побочные эффекты. В результате проведенных ранее исследований были разработаны различные технологии, среди которых наиболее перспективными являются крошечные роботы, управляемые внешним магнитом.

Несмотря на перспективность такого подхода, он все еще имеет проблемы, которые необходимо преодолеть, например, точность управления. В новой работе исследовательская группа использовала звуковые волны для приведения в движение крошечного робота, и этот подход может оказаться более подходящим для использования в организме.

Идея нового робота заключается в том, чтобы использовать энергию звуковых волн для приведения в движение безмоторного робота, напечатанного на 3D-принтере из нетоксичного полимера в форме штопора. Затем его поместили в стеклянную трубку, заполненную водой, и направили на него звуковые волны. Звуковые волны, как отмечают исследователи, заставляют молекулы жидкости вибрировать, что приводит к образованию вихря, который и толкает робота вперед.

Исследовательская группа обнаружила, что изменяя характеристики звуковых волн, можно изменять скорость движения робота по трубе и его направление. Они также обнаружили, что, увеличивая частоту звуковых волн, можно толкать робота вверх по трубе, наклоненной под углом 45 градусов.

Далее исследователи планируют испытать своего робота в трубках из более гибкого материала, чтобы более точно имитировать кровеносный сосуд человека. Они отмечают, что также работают над тем, что они называют акустическим шлемом, который, по их мнению, даст больший контроль над роботом.