Эти миниатюрные роботы с мышцами из микропузырьков могут избавить нас от операций

Команда ученых из Швейцарской высшей технической школы Цюриха разработала уникального микроробота, имитирующего движения ската. Этот «скатобот» размером всего 4 сантиметра представляет собой прорыв в области мягкой робототехники и открывает новые возможности для хирургии, медицинской помощи и биологических исследований. Он двигается по совершенно другие принципам, благодаря чему может открыть новые горизонты использования.

Как работают искусственные мышцы на основе микропузырьков

Главная особенность разработки заключается в использовании искусственных мышц из микропузырьков, управляемых ультразвуком. Роботу не нужны провода или батареи — все движения контролируются дистанционно с помощью ультразвуковых волн. Он повторяет волнообразные движения грудных плавников настоящих скатов, демонстрируя высокую пластичность и естественность перемещения.

Технология создания микромышц основана на силиконовых мембранах со специальной микроструктурой. Используя формы для микроструктур, исследователи создали мембраны с микроскопическими порами размером около одной десятой миллиметра — примерно как толщина человеческого волоса. При погружении в воду эти поры захватывают воздух, образуя микропузырьки.

Не забывайте о нашем Дзен, где очень много всего интересного и познавательного!

Направляя ультразвуковые волны на мембраны, ученые могут точно манипулировать ими практически мгновенно, в течение миллисекунд. Это позволяет создавать изгибающие или волнообразные движения в нужных направлениях. Как отмечают создатели технологии, волнообразное передвижение стало настоящим достижением. Оно показывает, что микропузырьки позволяют достичь не только простых движений, но и сложных паттернов, как у живого организма.

Характер движения зависит от расположения микропузырьков. Массивы пузырьков одинакового размера изгибаются в зависимости от амплитуды ультразвука, тогда как массивы с пузырьками разного размера создают волнообразные движения при различных частотах.

Применение микророботов в хирургии и медицине

Основная ценность технологии микропузырьковых мышц заключается в возможности точных и деликатных манипуляций. В отличие от жестких роботов из стали и пластика, мягкие роботы обладают гибкостью, характерной для живых организмов. Это позволяет им перемещаться даже узких пространствах между живыми тканями, не повреждая их.

Создатели технологии уже разработали миниатюрную захватывающую руку на основе этой технологии. Они даже использовали захват для безопасного удержания личинки рыбки данио. Как они сами отмечают, захват был, насколько точным и бережным, что после этого личинка уплыла невредимой.

Помимо устройств захвата, исследователи создали крошечного силиконового хирургического робота, который успешно преодолел извилистый лабиринт кишечника свиньи под дистанционным управлением. Кишечник — особенно сложная среда, потому что он узкий, изогнутый и неровный. Из-за этого колесный робот действительно является перспективной разработкой.

Присоединяйтесь к нам в Telegram!

Доставка лекарств роботами

Команда также разработала пластыри для доставки лекарств, активируемые ультразвуком. Эти пластыри могут прикрепляться к изогнутым поверхностям, включая различные ткани организма. Они тоже прошли испытания и показали высокий потенциал технологии.

Если разработка продолжит приносить положительные результаты, команда планирует использовать скатоботов для доставки лекарств в желудочно-кишечном тракте. Роботы могут быть помещены в растворимые капсулы, которые пациент проглатывает. Это позволит проводить терапию без рисков и затрат, связанных с хирургическим вмешательством.

Если ищете что-то интересное на AliExpress, не проходите мимо Telegram-канала "Сундук Али-Бабы"!

Технология микропузырьковых мышц открывает новую эру в области мягкой робототехники. Возможность беспроводного управления через ультразвук, отсутствие необходимости в батареях и способность выполнять сложные движения делают эти устройства идеальными для медицинских применений. От точных хирургических манипуляций до минимально инвазивной доставки лекарств — потенциал этой технологии огромен.