Інженери з Німеччини та Швейцарії розробили мікроробота з акустичним управлінням. Пристрій вловлює коливання зовнішнього звукового поля і рухається по вузьких трубках. Технологію можна адаптувати для доставки ліків по кровоносних судинах і проведення неінвазивних операцій.
Будова спірохетів (ліворуч), структура (в центрі) і можливе застосування (праворуч) робота, керованого звуком. Зображення: Yong Deng et al., Science Advances
Дослідники запозичили ідею для управління рухами роботу у спірохетів. Клітини цих мікроорганізмів закручені в формі спіралі. Обертаючись у в’язкій рідині, бактерії здійснюють поступальні рухи.
Інженери спроєктували мікророботів, які використовують той же принцип для руху. Вчені надрукували на 3D-принтері шматочок нетоксичного полімеру в формі штопора довжиною 350 мкм і діаметром 100 мкм. Вони помістили пристрій в скляну трубку, наповнену водою. Під впливом зовнішнього акустичного поля молекули рідини вібрують, створюючи вихор, який штовхає робота вперед.
Управління мікророботами за допомогою звуку
У серії експериментів вчені продемонстрували, що, змінюючи властивості звукових хвиль, можна управляти швидкістю і напрямком рухів робота. Мікроробот реагує на звукові стимули частотою від 12 до 19 кГц. При цьому якщо збільшити частоту звукових коливань, робот буде рухатися вгору всередині труби, нахиленої під кутом 45 °.
Дослідники з різних країн працюють над створенням різних систем для таргетованої доставки ліків. Поширене рішення — мікророботи, керовані за допомогою магнітного поля. Хоча такий підхід показав себе багатообіцяючим, у нього є проблеми і обмеження: складне виробництво і громіздке обладнання для управління. Інженери розглядають роботів, керованих за допомогою звуку, в якості простого альтернативного рішення.