Регенерация робота

Гурьянов А.
(«ХиЖ», 2021, №7)

Живые существа способны залечивать раны, а иногда и восстанавливать функции приживленных частей своих тел. Недавно вопрос о регенерации встал и перед стремительно развивающейся робототехникой. К примеру, миниатюрных плавающих роботов обычно изготавливают из хрупких полимеров или мягких гидрогелей; они легко трескаются и разрываются. Первые шаги к решению проблемы сделала команда из девяти исследователей Калифорнийского университета в Сан-Диего под руководством профессора факультета наноинженерии Джозефа Вэнга.

Команда специализируется на роботах в два сантиметра длиной, которые автономно передвигаются в жидкости. По форме они напоминают рыбок и состоят из плоских слоев различных материалов: на проводящую подложку наносят гидрофобный слой, а сверху — продольные полосы из множества магнитных наночастиц. Робот двигается в среде с небольшим содержанием перекиси водорода, так как на «хвост» нанесена платина: она катализирует распад перекиси с выделением кислорода. Пузырьки газа и толкают робота вперед. В чашке Петри такая рыбка нарезает круги по периметру.

Физическая идея, лежащая в основе регенерации тела этих роботов, довольно проста. Если магнит разделить на две части, то образуются два новых, которые у поверхности разреза будут иметь противоположные полюса, а значит, станут притягиваться к друг другу. Чтобы проверить, как хрупкий робот, использующий этот принцип, сможет восстановиться после разрушения, ученые бритвой разрезали рыбку на две, на три части, использовали разные рисунки магнитных полос. Во всех случаях происходила полная регенерация — рыбка восстанавливала свое тело.

Эти результаты позволяют надеяться на создание маленьких, простых самовосстанавливающихся пловцов. С некоторой модификацией их, например можно будет использовать для очистки загрязненных жидкостей: поскольку рыбки — это плоские многослойные структуры, ничто не мешает напылять на их поверхность сорбенты, которые станут впитывать загрязнения, и водоплавающие унесут их куда прикажут. Более миниатюрные конструкции будут доставлять лекарства по кровеносным сосудам пациента и даже делать микрохирургические операции. Предполагается, что плавающие роботы станут работать в очень агрессивных средах, поэтому самостоятельная регенерации для них насущно необходима.


Nano Letters 2021, 21, 5, 2240, полный текст

123

Разные разности

20.11.2022 17:30:00

Исследователи из Университета Тренто в Италии проанализировали, как хранение в прозрачных бутылках влияет на концентрацию летучих веществ, из которых складывается аромат белого вина.

>>
14.11.2022 15:30:00

…порошок безопасного трехкомпонентного сплава Nd2Fe14B при внесении в горелку дает фонтан длинных искр, каждая из которых со временем становится ярче и порождает пучки новых искр…

…приматологи получили первые свидетельства длительных социальных отношений между шимпанзе и гориллами в дикой природе

…низкие концентрации хлорида цетилпиридиния, входящего в состав некоторых ополаскивателей для рта, уничтожают вирус SARS-CoV-2, разрушая его липидную мембрану


>>
10.11.2022 14:00:00

Можно ли что-то противопоставить засухе и защитить посевы? Неожиданное решение придумали ученые из Института физико-химических исследований в Японии. Они предлагают добавлять в почву этиловый спирт.

>>
08.11.2022 15:30:00

Менделеев считал, что углеводороды образуются в мантии Земли из неорганического углерода и водорода на сверхбольших глубинах. С начала ХХI века в разных лабораториях мира физики проводят эксперименты, подтверждающие эту идею.

>>
02.11.2022 12:00:00

Однажды на мероприятии в Белом доме директор компании Goya Foods хвалебно отозвался о президенте Дональде Трампе, после чего в соцсетях сразу появились призывы объявить этой фирме бойкот. Эту историю, которая описывается научным понятием «политический консьюмеризм», исследовали ученые из Школы прикладной экономики и менеджмента Корнеллского университета.

>>