Реконфигурируемые миниатюрные роботы для перемещения по изменяющимся пространствам

Робот, созданный из капель ферромагнитной жидкости, может распадаться на части и восстанавливаться при столкновении с препятствиями или узкими проходами. Исследователи говорят, что в будущем его можно будет использовать для адресной доставки лекарств.

Работа опубликована в Science Advances.

Синьцзянь Фань из Университета Сучоу в Тайване и его коллеги использовали капли феррожидкости, в данном случае магнитные наночастицы оксида железа, для создания мягкого робота размером около сантиметра. Набор управляемых магнитов, воздействуя на наночастицы, может управлять движением робота и изменять его форму.

Чтобы заставить его двигаться по узкому каналу, исследователи использовали магниты для сжатия робота в тонкую, вытянутую форму. Они также использовали магнитные поля, чтобы заставить робота размером в сантиметр разделиться на группу меньших роботов размером в миллиметр. Другая регулировка магнитного поля заставила части снова слиться в единое целое.

Пьетро Вальдастри из Университета Лидса в Великобритании говорит, что эта возможность может стать "переломным моментом", поскольку пациент может проглотить робота, несущего лекарство, который затем может разделиться внутри желудочно-кишечного тракта, чтобы каждая крошечная роботизированная капля могла доставить лекарство в нужное место. Брэдли Нельсон из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе говорит, что еще одно применение робота может быть связано с удалением сгустков крови в мозге, которые вызывают инсульт, но добавляет, что создание достаточно сильного магнитного поля для точного перемещения робота внутри мозга будет непростой задачей.

Использование нового робота в медицине возможно, но, скорее всего, далеко в будущем, говорит Хамидреза Марви из Университета штата Аризона. По его словам, он может найти более непосредственное применение в устройствах типа "лаборатория-на-чипе", где химические процессы, такие как тестирование на вирусы, проводятся в очень маленьком пространстве. В этом сценарии роботы могли бы доставлять химические вещества, необходимые для проведения реакций.