Инженеры представили метод массового производства четвероногих микророботов

Marc Mishkin

Американские инженеры научились создавать большие партии микророботов, имеющих размер около 70 микрометров и способных перемещаться. Для движения в роботе предусмотрены актуаторы и отдельные солнечные панели для каждого из них. Метод позволяет одновременно создавать тысячи таких роботов на одной подложке, а затем одновременно высвобождать их, рассказывают авторы в интервью New Atlas. Разработка была представлена на мартовской встрече Американского физического общества (APS).

На сегодняшний день абсолютное большинство медицинских операций производится с помощью больших инструментов или неинвазивных методов, таких как радиотерапия. Однако многие области медицины нуждаются в инструментах, подразумевающих прямой контакт с внутренними органами человека, но в то же время не настолько больших, как существующая медицинская аппаратура. В качестве решения этой проблемы инженеры стали разрабатывать микророботов, способных проводить исследования или простые манипуляции внутри человеческого тела. В этой области уже существует достаточно много разработок, но пока они обладают типичными технологическими недостатками. К примеру, зачастую они не оборудованы собственными устройствами для движения и перемещаются по телу под действием внешнего магнитного поля, а также не могут запасать или получать энергию из внешних источников.

Группа инженеров из Корнеллского университета под руководством Итая Коэна (Itai Cohen) разработала метод, позволяющий массово создавать микророботов, способных самостоятельно двигаться и получать энергию для этого через лазерный луч. Инженеры не раскрывают всех подробностей разработки, но все же рассказали об основных особенностях метода. По-видимому, роботы создаются с помощью одного из литографических методов, при котором структура устройства задается с помощью лазерного, ультрафиолетового или другого излучения, проходящего через маску. Во время такой процедуры могут происходить множество последовательных этапов, при которых из заготовки удаляются или на нее добавляются определенные структуры.

Роботы имеют размер около 70 микрометров в длину. Его большая часть состоит из стеклянной подложки и кремниевых чипов, в том числе платы управления и четырех солнечных панелей. Солнечные панели необходимы роботу для приведения в движение четырех актуаторов. Они состоят из двух слоев: платинового и титанового. Во время облучения лазерным лучом солнечные панели производят электрический ток, заставляющий платиновый слой актуатора расширяться. Поскольку титановый слой при этом почти не расширяется, весь актуатор в целом изгибается. Комбинация четырех отдельных солнечных панелей позволяет задавать походку — не одновременные периодические движения актуаторов.

Инженеры отмечают, что актуаторы требуют около 200 милливольт напряжения для своей работы, поэтому их легко интегрировать с электронными схемами и не обязательно использовать объемные схемы для преобразования напряжения. При этом актуатор имеет большую мощность, если принимать во внимание его размер. По расчетам авторов, один актуатор способен поднять груз с массой, в восемь тысяч превышающую его собственную. Исследователи также показали, как можно одновременно высвобождать тысячи роботов с подложки при ее растворении:


Ранее другие инженеры уже создавали функциональных микророботов с двигающимися частями. К примеру, в 2017 году китайские инженеры создали микроробота с двумя «руками» на шарнирах, приводимыми в движение с помощью внешнего магнитного поля. Разработчики проверили работу робота в разных условиях, в том числе в крови, где, возможно, будет применяться робот.

Григорий Копиев

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.