Магниты для второго измерения

Если вы когда-нибудь пытались поставить несколько действительно сильных, магнитики Куба рядом друг с другом на магнитной доске, вы будете знать, что вы просто не можете сделать это. Что происходит, заключается в том, что магниты всегда выстраиваются в колонну, торчащую вертикально из магнитной доске. Кроме того, это почти невозможно вступить в несколько рядов эти магниты вместе, чтобы сформировать плоскую поверхность. Это потому, что магниты являются дипольными. Равные полюса отталкиваются друг от друга, с Северного полюса одного магнита всегда прикрепляясь к Южному полюсу другого, и наоборот. Это объясняет, почему они формируют колонну со всеми магнитов выровнены таким же образом.

Теперь, ученые из высшей технической школы Цюриха удалось создать магнитные блоки в виде кубиков, что-впервые-может быть соединены вместе, чтобы сформировать двумерные фигуры. Новые строительные блоки, которых ученые называют модули, не диполярного но quadrupolar, что означает, что каждый из них имеет два северных полюса и два южных полюса. Внутри каждого из модулей, которые изготовлены методом 3D-печати из пластика, есть два небольших обычных дипольных магнитов с равными полюсами обращены друг к другу (см. рисунок). Строительные блоки могут быть собраны как маленькие шахматные доски, чтобы сформировать любой двумерной фигуры. Как это работает: потому что Северный и Южный полюса притягиваются друг к другу, квадрупольной строительный блок с двумя южными полюсами обращен влево и вправо будет привлечь, на каждой из четырех сторон, строительный блок, который поворачивается на 90 градусов, так что ее Северный полюс, на мордочке слева и справа.

Опираясь на этот принцип, ученые сделали цветные модули с длиной ребра чуть более двух миллиметров. Они собрали их в пиксель-арт, смайлы, чтобы продемонстрировать, что модули могут делать. Однако, возможные случаи использования выходят далеко за пределы таких трюков. «Мы особенно заинтересованы в применении в сфере мягкой робототехники», — говорит Хунжи-ГУ, аспирант в группе профессора Брэдли Нельсона в ETH и ведущий автор статьи, что ученые недавно опубликовали в науке роботехники.

Квадрупольного и диполь в одном здании блока

Квадрупольного доминирует магнитных свойств модулей. Это немного сложнее, хотя бы потому, что в дополнение к сильной квадруполь, ученые также построили слабым дипольным на строительные блоки. Они этого добивались, устраивая маленькие магниты в модуль под небольшим углом друг к другу, а не параллельно (см. рисунок).

«Это приводит к тому, модули присоединяются к внешнего магнитного поля, как стрелка компаса делает», — поясняет ГУ. «С переменным магнитным полем, мы можем переместить фигуры мы строили из модулей. Добавить в некоторые гибкие соединители и его даже можно строить роботов, которыми можно управлять с помощью магнитного поля.»

ГУ говорит, что их работа была изначально о разработке нового принципа. Это размер-независимый, он говорит, что означает, что нет никаких причин, почему гораздо меньше модулей квадрупольный не мог быть развит. Ученые также изучают, как модули могут использоваться для объединения линейной структуры в многомерных объектов с помощью магнитного поля. Это то, что можно использовать в медицине в будущем: вполне возможно, что объекты, такие как стенты могут быть сформированы из потока, состоящий из таких модулей. Нить может быть вставлен в организм в относительно простой, минимально инвазивная процедура через крошечное отверстие, а затем магнитным полем, приложенным, чтобы собрать его в окончательной многомерной структуры внутри тела.

сделать разницу: спонсорские возможности