Микроботами можно управлять независимо с помощью слабых магнитных полей

Микроботы могут быть использованы в ряде приложений, в том числе для медицинских целей
(иллюстрация KTSDESIGN/Science Photo Library).

Исследователи из Университета Пердью разработали способ индивидуального управления миниатюрными роботами с помощью магнитных силовых полей. Микроботы (каждый из которых по размеру сравним с пылевым клещом) работают при этом в команде.

Согласно данным исследовательской команды, возглавленной профессором машиностроения Дэвидом Каппеллери (David Cappelleri), новая технология позволит роям микроботов выполнять сложные задачи, требующие кооперирования. Ранее подобные системы позволяли группам крошечных ботов выполнять лишь одну задачу на всех.

"Мы бы хотели иметь возможность независимо управлять каждым роботом таким образом, чтобы они могли выполнять совместные задачи, – говорит Каппеллери. – Вспомните о муравьях. Они могут передвигаться независимо, но всё равно работают вместе, чтобы поднимать и перемещать объекты и выполнять ряд других задач. Мы хотим иметь возможность контролировать не только всех роботов группы, но и каждого по отдельности".

Для решения проблемы команда разработала систему магнитных полей, генерируемых массивом крошечных плоских катушек. Катушки производят локализованные магнитные поля, которые могут быть использованы для индивидуального управления. Роботы перемещаются с помощью сил притяжения или отталкивания и путём изменения силы электрического тока в катушках.

Также эти магнитные поля питают роботов: крайне миниатюрные машины слишком малы, чтобы иметь ещё и батарею на борту.

Модели микроботов, используемые в этом исследовании, оснащены магнитными дисками около двух миллиметров в диаметре (примерно в два раза больше булавочной головки). Но команда утверждает, что эта технология будет работать и с машинами более миниатюрными, около 0,25 мм в диаметре.

Подобная технология может найти практическое применение в производстве и медицине. Например, боты, оснащённые зондами, могут использоваться для анализа образцов тканей при диагностике онкологических заболеваний.

В настоящее время исследования американских исследователей продолжаются. Команда пытается использовать микромасштабные прототипы, чтобы собрать компоненты для MEMS-систем.

Одним из потенциальных препятствий на пути к успеху остаются ван-дер-ваальсовы силы между молекулами, которые начинают играть важную роль на микронных масштабах, но отсутствуют на макроуровне. Силы могут привести к прилипанию крошечных компонентов друг к другу, однако исследователи надеются решить и эту проблему.

Описание технологии было опубликовано журналом Micromachines.

Сегодня