Разработан магнитный робот‑медуза без встроенного источника питания

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Новость | Дроны, роботы и конструкторы

Исследователи создали биомедицинское устройство под названием Jellyfish Magnetic Soft Robot (J-MSR), которое движется в жидкой среде со скоростью 14,85 длины корпуса в секунду без встроенного источника питания. Робот управляется внешними магнитными полями и предназначен для проведения диагностических и лечебных процедур внутри организма человека.

Устройство имитирует движения настоящих медуз за счет скоординированного сокращения и расслабления элементов конструкции. Исследователи использовали асимметричный трапециевидный сигнал магнитного поля, при котором фаза сжатия происходит быстрее фазы восстановления, что позволяет эффективнее отталкивать жидкость и повышает общую производительность. Система была оптимизирована путем моделирования взаимодействия магнитных, жидкостных и твердых тел, при этом точно настроены шесть параметров управления, включая плотность магнитного потока и продолжительность каждой фазы движения.

Робот обладает отрицательной плавучестью, его плотность превышает плотность воды на 0,4 г/см³, однако в конструкции отсутствуют вспомогательные плавучие элементы, которые обычно увеличивают сопротивление. Достигнутая скорость превосходит результаты предыдущих аналогичных устройств, способных перемещаться со скоростью около 10 длин тела в секунду.

Автор: X/GT Источник: interestingengineering.com

J-MSR может переключаться между несколькими режимами движения. Регулируя внутреннюю намагниченность и используя трехосную систему катушек Гельмгольца, робот движется под углом от 0° до 122°, разворачивается, поднимается по склону и преодолевает узкие изогнутые траектории. В центральной части устройства находится полость диаметром 10 миллиметров для полезной нагрузки в виде датчиков или медицинских инструментов.

При тестировании на модели свиного желудка робот продемонстрировал способность преодолевать сложные внутренние структуры, комбинируя вертикальное плавание с горизонтальным движением. Микроигла, прикрепленная к роботу, показала точность наведения на цель в 4,4 +- 1,85 миллиметра. Устройство также работало с капсульным эндоскопом, обеспечивая обзор под разными углами внутри желудка с наклоном до 21,8 градуса.

Исследователи реализовали беспроводное питание и функциональную активацию с помощью двухчастотных магнитных полей. Низкочастотные поля управляют движением робота, а высокочастотные активируют встроенные функции, включая нагрев или генерацию сигналов. В одном из экспериментов система переменной плотности позволила роботу временно менять плавучесть за счет испарения жидкости с низкой температурой кипения, что дало возможность захватывать предметы.

Результаты исследования опубликованы в журнале Cyborg and Bionic Systems под названием «Сверхбыстрые и универсальные магнитные мягкие роботы на основе медуз для биомедицинских применений».

Источник: Interestingeng Iineering

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Анатомия линейки Toshiba T2100: разбор буквенных индексов, типов экранов и модулей памяти

Toshiba Satellite T2100 вышла в 1995 году, в эпоху процессоров 486. Серию построили на едином шасси, а пользователю дали на выбор несколько модификаций, которые различались типом дисплея, объёмом...

Маяк Кейп-Хаттерас: как 5000-тонную башню перенесли на 460 метров от океана

Летом 1999 года на побережье Северной Каролины происходило зрелище, больше похожее на инженерный эксперимент, чем на реставрацию памятника. Самый высокий кирпичный маяк США медленно ехал по...

Кто на самом деле наблюдает? Физика без внешнего зрителя

Когда речь заходит о квантовой механике, да и о физике вообще, почти всегда всплывает слово «наблюдатель». Кот Шрёдингера жив и мёртв одновременно, пока его не «понаблюдали». Эксперимент с двумя...

Редкая птица советского Hi-Fi: почему «Рута-101» стала легендой коллекционеров

В 1977 году Вильнюсский приборостроительный завод «Вильма» начал выпускать стереофоническую кассетную магнитофон-приставку первого класса сложности «Рута-101-стерео». Название происходит от...

✦ ИИ  Почему нельзя открывать дверь нараспашку в ванную после душа: ошибка, которую делают многие

Многие привыкли пользоваться универсальным правилом гласящим, что после горячего душа или принятия ванны нужно открыть дверь в ванную комнату, чтобы влага максимально быстро испарилась и покинула...