Мягкий медицинский робот с магнитным управлением, вдохновленный панголином
Чешуйки состоят из кератина, как и наши волосы и ногти. Эти чешуйки перекрываются и напрямую связаны с нижележащим мягким слоем кожи. Это специальное расположение позволяет животным свернуться в клубок в случае опасности.
Фото: Институт интеллектуальных систем им. Макса Планка, Тюбинген
В то время как у панголинов есть много других уникальных особенностей, исследователи из отдела физического интеллекта в Институте интеллектуальных систем Макса Планка в Штутгарте были особенно очарованы тем, как панголины могут мгновенно свернуться в клубок. Они взяли животное в качестве модели и разработали гибкого робота, изготовленного из мягких и твердых компонентов, которые, как и животное, в мгновение ока становятся сферой — с дополнительной функцией, заключающейся в том, что робот может излучать тепло, когда это необходимо.
В исследовательской работе, опубликованной в Nature Communications, ученые представляют конструкцию робота, которая имеет длину не более двух сантиметров и состоит из двух слоев: мягкого слоя из полимера, усеянного мелкими магнитными частицами, и твердого компонента из металлических элементов, расположенных в перекрывающихся слоях. Таким образом, хотя робот сделан из твердых металлических компонентов, он по-прежнему мягкий и гибкий - это делает его пригодным для использования внутри человеческого тела.
🔗
YouTube
Когда робот подвергается воздействию низкочастотного магнитного поля, оператор может свернуть робота и перемещать его вперед и назад по своему усмотрению. Металлические элементы торчат, как чешуя животного, не повреждая окружающие ткани. В свернутом состоянии робот может транспортировать частицы, такие как лекарства. Видение состоит в том, что такая маленькая машина однажды будет путешествовать, например, через нашу пищеварительную систему.
Когда робот подвергается воздействию высокочастотного магнитного поля, он нагревается до более чем 70 ° C благодаря встроенному металлу. Тепловая энергия используется в нескольких медицинских процедурах, таких как лечение тромбоза, остановка кровотечения и удаление опухолевой ткани. Непривязанные роботы, которые могут свободно двигаться, даже если они сделаны из твердых элементов, таких как металл, а также могут излучать тепло, встречаются редко. Поэтому робот-панголин считается перспективным для современной медицины.
Непривязанный магнитный робот, вдохновленный панголином. Концептуальная иллюстрация робота, вдохновленного панголином, работающего в тонкой кишке. Робот приводится в действие низкочастотным магнитным полем и дистанционно нагревается высокочастотным магнитным полем. Тело панголина состоит из отдельных перекрывающихся твердых кератиновых чешуек. Робот, вдохновленный этим перекрывающимся дизайном, показан справа. Изображения панголинов используются по стандартной лицензии Shutterstock. Фото: Институт интеллектуальных систем им. Макса Планка, Тюбинген
В один прекрасный день робот может достичь даже самых узких и чувствительных областей тела минимально инвазивным и щадящим способом и излучать тепло по мере необходимости. Уже сегодня исследователи показывают, как они могут гибко управлять роботом через ткани животных и искусственные органы.
Оригинал статьи:
Нашли ошибку в тексте? Напишите нам.
