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

29.09.2022 12:00:00

Сегодня в живых клетках аминокислоты образуются из α-кетокислот с использованием азота и белков-катализаторов. Но как это происходило в ранние исторические времена, когда никаких клеток еще не было? Ученые из Исследовательского института Скриппса предположили, что роль фермента в превращении α-кетокислоты в аминокислоту может сыграть обыкновенный цианид.

>>
25.09.2022 14:00:00

Как вы думаете, что важнее — есть много фруктов или есть фрукты часто? Казалось бы, какая разница. А между тем разницу обнаружили исследователи из Астонского университета в Бирмингеме.

>>
23.09.2022 14:00:00

В Формуле-1 всегда бытовало твердое убеждение, что здесь работает «правило 80/20»: машина/команда отвечают за 80% успеха в гонке, а мастерство пилота — только за 20%. Но, как выяснили ученые из Университета Летбриджа, эта формула ошибочна.

>>
21.09.2022 16:00:00

Компания Virginia Tech вместе со специалистами из двух университетов США работает над перчатками для подводных манипуляций Octa-glove. Принцип их работы позаимствован у щупалец осьминога.

>>
17.09.2022 16:00:00

Одуванчики продолжают распространяться по миру. И делают это поразительно успешно. Потому что используют надежные и изощренные технологии, созданные природой. Например, семена одуванчиков — одни из лучших летунов.

>>