Китайские ученые разработали магнитное покрытие, которое можно наносить на многие материалы. Это позволяет создавать миниатюрных роботов, управляемых магнитным полем — при том «программировать» можно каждый отдельный участок. Инженеры сконструировали несколько моделей роботов и проверили работоспособность одного из них в желудке кролика. Статья опубликована в журнале Science Robotics.
Роботы размером с насекомых могут помочь там, куда человек проникнуть не в состоянии — например, в живые органы. Чтобы научить таких роботов передвигаться, ученые используют множество естественных моделей движения: шагания пауков, реактивные сокращения тела медуз и ползание червей и змей. Миниатюрных роботов, как правило, делают на основе пассивных конструкций, которыми можно управлять внешними стимулами, например, магнитным полем.
Чтобы робот мог взаимодействовать в различных условиях, нужно решить две ключевых проблемы — невозможность модифицировать робота после сборки и узкие проходы, через которые робот может не пролезть вместе с грузом.
Сюн Ян (Xiong Yang) с коллегами из Городского университета Гонконга поставил себе целью упростить процесс получения миллироботов. Ученые предложили напылять спрей, состоящий из поливилинового спирта, глютена (который упрочняет пленку и повышает адгезию к рыхлым поверхностям) и магнитных железных частиц, на поверхность каркаса робота. Получившимся миниатюрным роботом можно управлять с помощью магнитного поля.
Они выбрали состав, в котором соотношение глютена, магнитных частиц и поливинилового спирта составляет 1 к 8 к 11 соответственно. Из сопла распылителя спрей вылетал со скоростью, доходящей до метра в секунду. Итоговая тонкая пленка на поверхности каркаса имела толщину в 500 микрометров. Такой состав хорошо наносился на разные поверхности: полидиметилсилоксан, стекло, бумагу, пластик и дерево.
"Перепрограммировать" направление намагниченности робота не составляет большого труда — нужно намочить тонкий слой водой и приложить магнитное поле в 200 миллитесла.
Сложные роботы в форме оригами уже несколько лет интересуют физиков с точки зрения управления их участками в отдельности от остальных. Три года назад американские ученые сконструировали треугольного робота-оригами, на местах сгиба которого находились небольшие электрические схемы — каждый участок управлялся отдельно в зависимости от частоты переменного магнитного поля.
