Как рои мини-роботов поднимают грузы в тысячи раз тяжелее

Южнокорейские учёные представили инновацию в робототехнике: рои микророботов, которые, как муравьи, работают слаженно, преодолевая невероятные задачи.

Фото: freepik.com is licensed under public domain

Искусственный интеллект

Эти миниатюрные устройства, управляемые вращающимся магнитным полем, способны транспортировать грузы, многократно превышающие их собственный вес, и справляться с препятствиями, которые в одиночку им были бы не по силам.

Магнитное управление и уникальная конструкция

Каждый робот высотой всего 600 микрометров выполнен из эпоксидного корпуса с частицами ферромагнитного неодима-железо-бора (NdFeB). Это позволяет устройствам реагировать на магнитные поля и взаимодействовать друг с другом.

Управление осуществляется с помощью внешнего магнитного поля, создаваемого вращением двух магнитов. Благодаря такой технологии рои могут самособираться в различные конфигурации, что даёт им гибкость в выполнении задач.

Впечатляющие достижения

Исследователи протестировали рои в различных сценариях:

• На суше: рой перенёс груз, превышающий вес одного микроробота в 350 раз.
• В воде: плот из 1000 микророботов смог перемещать таблетку, которая весила в 2000 раз больше каждого устройства.
• В трубках: рой успешно очищал узкие проходы, имитирующие закупоренные артерии.

Благодаря уникальному дизайну, основанному на взаимодействии через магнитное поле и плотном контакте граней, рои способны преодолевать препятствия, в пять раз превышающие длину тела одного робота.

Биологическое вдохновение

Учёные вдохновлялись природными примерами: муравьи, объединяясь, переносят грузы или формируют плоты для преодоления водных преград. Аналогично микророботы становятся более надёжными: даже при выходе из строя части группы остальные продолжают выполнение задачи.

Будущее применения

Микророботы уже показали потенциал для решения задач в труднодоступных местах. Например, их можно использовать для:

• малоинвазивного лечения, включая очистку кровеносных сосудов;
• транспортировки лекарств в организме.

Однако для полноценного внедрения потребуется повысить уровень их автономности.

"Рои пока зависят от внешнего управления и не могут самостоятельно перемещаться в сложных или ограниченных пространствах, таких как настоящие артерии", — отмечает профессор Чон Джэ Ви из Университета Ханьян.

В ближайшем будущем учёные сосредоточатся на разработке систем, позволяющих управлять движениями роя в режиме реального времени, чтобы они могли работать полностью автономно.

Производство и экономичность

Исследователи разработали экономически выгодный метод массового производства роботов. Литьё под давлением и намагничивание на месте обеспечивают одинаковую геометрию и стабильные характеристики для каждого устройства.

"Мы достигли высокой адаптивности роя к окружающей среде и удивительной автономности в управлении", — подчеркивает Чон Джэ Ви.

Хотя рои микророботов уже демонстрируют впечатляющие возможности, предстоит ещё долгий путь до их применения в реальных условиях.

Тем не менее эти разработки открывают новые горизонты для медицинских и технических решений.

Уточнения

Малоинвазивными процедурами (англ. minimally invasive procedure — минимально вторгающаяся процедура) называются любые процедуры (хирургические и не только), которые обеспечивают меньшее вмешательство в организм, чем применяемые для той же цели открытые операции, подразумевает использование эндоскопических инструментов и дистанционное управление инструментами.