Микророботы могут преодолевать пространства, куда не могут долететь беспилотники, и ученые представляют себе будущее, в котором эти устройства, созданные еще меньше, можно будет добавлять в кровеносные сосуды для помощи в хирургии.
Крошечные роботы-жуки в разработке для оказания медицинской помощи
Лиза Рапапорт
28 марта 2022 г. -- Когда врачи не могут легко добраться до человека - будь то в зоне военных действий или стихийного бедствия - на помощь приходят роботы-жуки.
Это связано с тем, что те же свойства, которые делают некоторых насекомых инвазивными вредителями - например, их крошечный размер и устойчивость к суровым условиям окружающей среды - могут сделать их идеальными поставщиками медицинских услуг, когда врачи не могут легко добраться до пациентов.
Инженеры создали прототип робота-жука, имитирующего движения насекомых, чтобы они могли проникать в тесные пространства и выживать там, где живые существа не могут. Эти ползучие жуки были созданы с использованием технологии искусственных мышц, которая позволяет роботам сгибаться, разгибаться и перемещаться, прыгая по поверхности, как это делают многие насекомые.
"Это сродни тому, как зарядить стрелу в лук и выстрелить - роботы натягиваются, накапливая энергию, а затем выпускают ее в импульсивном порыве, чтобы пружинить вперед", - говорит Рави Шанкар, доктор философии, профессор промышленного машиностроения в Питтсбургском университете, чья лаборатория руководила исследованием.
Команда инженеров придумала изогнутую форму, которая позволяет жукам накапливать энергию для быстрого движения. Это позволяет роботам функционировать, используя всего несколько вольт электричества.
Команда опубликовала результаты ранних испытаний прототипа роботов-жуков в журналеAdvanced Materials Technologies. На данном этапе их главный успех заключается в том, что они разработали способ, позволяющий роботам размером со сверчка двигаться со скоростью и точностью, используя искусственные мышцы, которые обычно двигаются скорее как черепаха, чем как заяц.
По словам инженеров, универсальные движения и легкая конструкция позволят этим роботам передвигаться по самым разным местностям, будь то песчаные дюны, скалистые утесы или бурные воды.
По словам Шанкара, в сценарии оказания помощи при стихийных бедствиях эти роботы могут быть использованы для поиска раненых в труднодоступных местах, забора крови, измерения температуры или проведения других базовых обследований. Кроме того, они могли бы доставлять миниатюрное медицинское оборудование для оказания экстренной первой помощи в полевых условиях.
Инженеры работают над тем, чтобы сделать микроботов еще меньше, чтобы они могли быть более маневренными и проникать в труднодоступные места.
"Возможности многократно расширяются, если мы сможем разработать уменьшенные версии этих жучков или использовать рои таких ботов", - говорит Шанкар. "Основные механизмы, которые мы здесь изучали, могут быть миниатюризированы, по крайней мере, еще на порядок".
Представьте себе микроскопических жуков-роботов, передвигающихся внутри кровеносных сосудов. Они могут помочь в хирургии, говорит Шанкар, или сформировать мышечную ткань, совместимую с человеческим телом, чтобы помочь в лечении или восстановлении травм.
"Как только мы достигнем миллиметрового или субмиллиметрового масштаба, появятся необычные возможности для управления и манипулирования внутри человеческого тела", - говорит он.
Пока что это всего лишь предположения, основанные на многообещающем прототипе, который хорошо двигается в лаборатории. Но, говорит Шанкар, "некоторые из этих идей побуждают нас двигаться дальше".
