Остерігайтеся цих 10 мікро

Робототехнічна революція йде! Мікророботика - нова галузь досліджень, в якій відбувається перехресне злиття мікротехнологій та робототехніки, швидко відкриває шлях для розвитку роботів, розмір яких менше людського волосся. Так, ви правильно прочитали. Від мікроботів, які можуть ходити, літати, плавати, лазити, повзати та виконувати різні завдання, такі як доставка наркотиків у наш організм, виявлення раку, знищення пухлин; було здійснено кілька інновацій по всьому світу.

Щоб додати до маршу цих передових винаходів, вчені також придумали мікророботи розміром менше 1 міліметра. Інженери та програмісти по всьому світу постійно працюють над досягненням у цій галузі та розробкою мікророботів, яких не можна побачити неозброєним оком. Все завдяки останнім досягненням в галузі електроніки, механіки нанотехнологій та обчислювальної техніки.

З мікророботів, що розробляються, деякі з’являються неймовірно корисними інструментами, тоді як інші розробляються та розробляються як креативні ідеї для подальших інновацій у галузі мікророботики. Ось 10 найкращих неймовірно креативних та прогресивних мікророботів, розроблених у 2020 році. Ці мікроботи є результатом чудової інженерії та розроблені для вирішення багатьох цілей; будь то у військовій галузі, охороні здоров’я чи техніці. Тож без зайвих сумнівів давайте перевіримо їх.

1. Лазерно-активований мікроскопічний робот

Дослідники з Корнелла та Університету Пенсільванії побудували мікроскопічні роботи, що містять просту схему, виготовлену з кремнієвої фотоелектрики, особливо тулуба та частини мозку, та чотири електрохімічні приводи, що працюють як ноги. Ці мікророботи, що активуються лазером, мають товщину близько 5 мкм, ширину 40 мкм і довжину від 40 до 70 мкм. Цими крихітними роботами керують проблискові лазерні імпульси при різних фотоелектриках, що допомагає зарядити окремий набір ніжок. Щоб робота могла ходити, лазер перемикається вперед-назад між передньою та задньою фотоелектричними елементами.

2. Аква-робот, натхненний морською істотою

Нещодавно дослідники Північно-Західного університету розробили м'який робот, схожий на життя, який може ходити з людською швидкістю, забирати вантаж до різних місць, підніматися на пагорби, танцювати тощо. Цей мікроробот нагадує чотириногого восьминога всередині заповненого водою резервуару і ідеально підходить для використання у водних умовах. Цей мінімальний аква-робот розміром із сантиметр імітує поведінку морських мешканців і рухається зі швидкістю один крок в секунду. Вода майже на 90% за вагою не вимагає складних апаратних засобів, гідравліки або електрики для руху, натомість вона активується світлом і рухається у напрямку зовнішнього обертового магнітного поля. Наповнена водою структура цього мікроробота і вбудований скелет вирівняних нікелевих ниток є феромагнітними, завдяки чому забезпечується точне переміщення та спритність.

3. Біоінспірований мікроробот

На основі натхнення від білих кров’яних тілець, група вчених з Інституту інтелектуальних систем Макса Планка (MPI-IS) у Штутгарті винайшла крихітний мікроробот, що нагадує білі кров’яні клітини, що проходять через кровоносну систему. Цей мікроробот за формою, розміром та можливостями руху нагадує лейкоцити. Робот для доставки ліків у формі кулі витримує змодельований кровотік. Він охоплює кожну клітинку, пропонуючи ідеальний маршрут для навігації. Діаметр цього мікроконтролера менше 8 мікрометрів і виготовлений зі скляних мікрочастинок. Одна сторона покрита тонкою нікелевою та золотистою плівкою, інша - молекулами протиракових препаратів та специфічними біомолекулами, здатними розпізнавати ракові клітини. Він має покриття клітин-специфічних антитіл на поверхні і може виділяти молекули препарату. У лабораторних умовахмікроконтролер може досягати швидкості до 600 мікрометрів на секунду, що становить близько 76 довжин тіла в секунду.

4. Легоподібні магнітні мікроботи

Юнхі Кім та Хунсу Чой, два інженери з Інституту науки і технологій Тегу Кьонгбук у Південній Кореї, та їх колеги побудували прямокутні роботи, які можуть працювати як сполучники нервових клітин, перекриваючи проміжки між двома різними групами клітин. Крихітні магнітні мікроботи, подібні до Лего, розміром 300 мікрометрів у довжину та 95 мікрометрів можуть з’єднувати клітини мозку (окремі нейрони), щоб створити нейронну мережу.

5. Мініатюрні роботи

Дослідники з ETH в Цюріху розробили мікророботи, надруковані на 3D, які здатні доставляти корисне навантаження наркотиками через кровоносні судини в організмі людини. Ці мікророботи настільки крихітні, що можуть маневрувати нашими кровоносними судинами та доставляти ліки до певних точок тіла. Мініатюрні роботи створюються за допомогою техніки 3D-друку, яка передбачає комплексне з'єднання кількох матеріалів. Метали та полімери мають різні властивості, і обидва матеріали пропонують певні переваги у побудові мікромашин. Два матеріали, тобто метал і пластик, з'єднуються так само тісно, ​​як і ланки ланцюга.

6. Гарвардський амбулаторний мікробот або HAMR-JR

Дослідники з Гарвардської школи інженерних та прикладних наук Джона А. Полсона (SEAS) та Гарвардського інституту біологічної інженерії Вісса розробили та запрограмували робота, натхненного тарганами, HAMR - JR. Цей робот розміром в копійки має довжину тіла 2,25 сантиметра і вагу близько 0,3 грама, і він може працювати приблизно 14 довжин тіла в секунду.

7. RoBeetle

RoBeetle - крихітний автономний повзаючий робот розміром з комах розміром 88 міліграм, що працює на основі каталітичного згоряння метанолу. Цей крихітний робот, розроблений дослідниками з Університету Південної Каліфорнії, працює на метанолі і використовує штучну м’язову систему для повзання, підйому та перенесення вантажів на спині до двох годин. RoBeetle довжиною 15 міліметрів (.6 дюймів) використовує штучну м’язову систему на основі рідкого палива (метанолу), яка зберігає приблизно в 10 разів більше енергії, ніж батарея тієї ж маси.

Цей мікроробот має чотири ноги. Його задні ніжки закріплені, а передні ніжки прикріплені до коробки передач, яка з'єднана з натягнутою пружиною стулки таким чином, що тягне ноги назад. Корпус робота працює як паливний бак, наповнений метанолом, і конструкція така, що робот може стояти вертикально, коли нерухомий. Механічна конструкція системи може модулювати потік палива за допомогою чисто механічної системи.

8. Магнітні T-Budbots

Дослідники з ACS Applied Materials & Interfaces розробили T-Budbots, біосумісні мікромотори з чайних бруньок для витіснення біоплівки, вивільнення антибіотика для знищення бактерій та очищення сміття. Крихітні боти можуть інтегрувати антибіотик ципрофлоксацин завдяки електростатичній взаємодії на їх поверхні, тим самим збільшуючи свою антибактеріальну ефективність проти страшних патогенних бактеріальних спільнот синьогнійної палички та золотистого стафілокока. Чайні бруньки Camellia sinensis пористі, нетоксичні, недорогі та біологічно розкладаються. Більше того, в чайних бруньках містяться також поліфеноли, які мають протимікробні властивості.

9. Позашляховий мікроробот

Інженери з Університету Пердью розробили мікроробот для всіх місцевостей, такий маленький, як кілька волокон людського волосся. Цей мікроробот може подорожувати по всій товстій кишці, роблячи зворотні зворотні руху та транспортуючи наркотики у людей з товстою кишкою та іншими органами, що мають нерівну місцевість. Всюдихідний робот занадто малий, щоб нести акумулятор; отже, він живиться і бездротово управляється ззовні магнітним полем.

10. RoboFly

І останнє, але не менш важливе, ось одне з іменами RoboFly. Дослідники з Вашингтонського університету створили цей 74-міліграмовий мікроробот, що махає крилами, який може рухатися в повітрі, на землі та на водних поверхнях. Цей новий робот був побудований з використанням меншої кількості компонентів порівняно з іншими розробленими роботами розміром з комах. Це допомогло спростити процес виготовлення. Конструкція цього робота така, що шасі має лише один складений лист ламінату.

RoboFly використовує два махаючі крила, керовані п’єзоелектричними приводами, щоб літати та парити, як це роблять деякі комахи. Він може рухатися та керувати землею, використовуючи махаючі крила. Оскільки робот невеликий, якщо його модифікувати із набором із трьох нагадуючих відростків, він може приземлитися на водні поверхні. При посадці робот може рухатися та керувати водою за тим самим принципом, що і для руху по землі.

Хіба ці крихітні роботи не здивували вас? Наш список мікророботів може бути не повним, оскільки, безумовно, відбувається більше нововведень, поки ми записуємо ці мікророботи, або ми могли пропустити деякі з них, але список дасть вам досить гарне уявлення про те, де інновації в галузі мікроробототехніки стоять сьогодні і в якому напрямку вона рухається.