На пути к интеллектуальным микророботы

Исследователи в Институте Пауля Шеррера psi и ETH в Цюрихе были разработаны микромашины, которые могут выполнять различные действия. Первый nanomagnets в компонентах микророботы магнитно запрограммирован и далее различные движения контролируются магнитными полями. Такие машины, которых всего несколько десятков микрометров в поперечнике, могут быть использованы, например, в человеческом теле для выполнения небольших операций. Исследователи сейчас опубликовали свои результаты в научном журнале Nature.

Робот, который измеряет только несколько микрометров в поперечнике, напоминает бумажные птицы, сделанные с помощью оригами-японского искусства складывания бумаги. Но, в отличие от бумаги, структура, робот движется словно по волшебству без заметной силой. Он машет крыльями, или сгибает шею и втягивает голову. Этих действий все это становится возможным с помощью магнетизма.

Исследователи в Институте Пауля Шеррера psi и ETH в Цюрихе собрали микромашины из материалов, которые содержат небольшое nanomagnets. Эти nanomagnets может быть запрограммирован, чтобы предположить определенную магнитную ориентацию. Когда запрограммированное nanomagnets подвергаются воздействию магнитного поля, действуют конкретные силы на них. Если эти магниты находятся в гибких компонентов, силы, действующие на них вызывают компоненты для перемещения.

Программирование nanomagnets

В nanomagnets может быть запрограммирован снова и снова. Это перепрограммирование результаты в разных сил, и новых движений результат.

Для строительства микроробот, исследователи готовых массивов-кобальтовые магниты на тонких листах из нитрида кремния. Птица, построенные из этого материала, сможет выполнять различные движения, такие как колебание, зависания, превращения или боковое скольжение.

«Движение осуществляется микроробот происходят в течение миллисекунд», — говорит Лаура Heyderman, заведующая лабораторией для экспериментов многомасштабных материалов в psi и профессор для Мезоскопических системах на кафедре материалов, Швейцарская высшая техническая школа Цюриха. «Но Программирование nanomagnets занимает всего несколько наносекунд. Это позволяет запрограммировать различные движения одно за другим. Это означает, что крошечный microbird первый взмах крыла, потом вбок, а потом снова махать. «Если понадобится, птица может парить между ними», — говорит Heyderman.

Умные микророботы

Эта новая концепция является важным шагом на пути к микро — и нанороботов, которые не только хранят информацию, чтобы дать конкретное действие, но также может быть перепрограммирована для выполнения различных задач. «Вполне возможно, что в будущем, автономная микромашины будут перемещаться через человеческие сосуды и проведения биомедицинских задач, таких как убийства раковых клеток», — объясняет Брэдли Нельсон, начальник отдела механо-технологического машиностроения в высшей технической школе Цюриха. «Другие области применения также возможно, например гибкой микроэлектроники или микролинз, которые меняют свои оптические свойства», — говорит Хуанг Tianyun, исследователь из Института робототехники и интеллектуальных систем Швейцарской высшей технической школы Цюриха.

Кроме того, приложения можно, в котором характеристики поверхностей меняться. «Например, они могут быть использованы для создания поверхности, которая может быть смочена водой или отталкивать воду», — говорит Jizhai Кюи, инженер и исследователь в лаборатории Мезоскопических систем.

сделать разницу: спонсорские возможности