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

Самое пресное море России: физика речных плюмов Арктики и биологический парадокс Обь-Енисейского зеркала

В научно-популярной литературе Балтийское море часто называют самым пресным в России, указывая на его среднюю соленость в районе 6-8 граммов соли на литр (промилле, ‰). Однако с точки зрения...

Как NASA и Boeing потеряли рецепт Starlite: пластик, способный выдержать 10 000 °C

Хочу рассказать об одной утерянной технологии. Не так давно, в 1993 году, на британском телевидении произошло нечто невероятное. В прямом эфире популярного местного шоу обычное куриное яйцо покрыли...

На Марсе нашли следы устойчивого океана. Почему это меняет шансы найти жизнь?

Долгое время планетологи спорили о том, каким был ранний Марс. Одни исследователи утверждали, что планета всегда оставалась холодной и сухой, а жидкая вода появлялась на ней лишь...

Как тихоходки превращают свои клетки в подобие стекла при угрозе перегрева

Тихоходки представляют собой одну из самых устойчивых групп многоклеточных организмов на Земле. Они способны переносить условия, которые смертельны для большинства других живых существ: интенсивное...

Портативный магнитофон «Электроника-302»: технический разбор советского уличного стандарта

Портативный кассетный магнитофон «Электроника-302» стал одним из самых массовых бытовых приборов в СССР конца 1970-х и 1980-х годов. Разработанный на базе предыдущей 301-й модели, он серийно...

Звёздная крепость: как Буртанж превратили из неприступного форпоста в туристическую достопримечательность

При слове «крепость» в мозгу в большинстве случаев вырисовывается ассоциация в виде огромного каменного здания с крошечными окнами-бойницами, в котором можно засесть с припасами на всё время осады,...