Мета-бот из принтера
Инженеры Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США) разработали "мета-ботов" - роботов размером с ноготь, которые могут двигаться, чувствовать и ориентироваться в окружающей среде. Поразительно, но роботы практически готовы к использованию, когда они выходят из 3D-принтера, и состоят из пьезоэлектрических актуаторов, которые могут реагировать на электричество или генерировать его. Роботы состоят из сложной структуры пьезоэлектрических компонентов, которые позволяют им быстро изгибаться и вращаться. Ученые надеются, что эта технология приведет к созданию различных медицинских роботов, таких как самонаводящиеся эндоскопы или роботы для доставки лекарств, которые могут перемещаться в определенные области тела.
Потенциал применения миниатюрных роботов в медицине огромен: от крошечных хирургических роботов до роботов для доставки лекарств. Хотя кажется, что каждую неделю кто-то разрабатывает очередного миниатюрного робота с медицинским потенциалом, лишь немногие роботы могут приступить к работе после единственного сеанса 3D-печати. Как правило, большинство маленьких роботов (или больших роботов, если на то пошло) требуют ряда сложных производственных этапов для сборки различных крошечных компонентов. Это не только хлопотно, но и значительно увеличивает сложность и размер получаемого устройства, а также связанные с этим расходы.
Эта новейшая технология включает в себя одноэтапный процесс производства, и все это происходит в 3D-принтере. Такая методология проектирования и печати умных робототехнических материалов поможет заменить нынешний сложный процесс сборки для создания роботов. Благодаря сложным движениям, нескольким способам зондирования и программируемым возможностям принятия решений, все это тесно интегрировано в одном устройстве. Это похоже на биологическую систему с нервами, костями и сухожилиями, работающими совместно для выполнения контролируемых движений.
После печати все, что требуется для того, чтобы мета-боты заработали, - это вставить небольшой аккумулятор. Напечатанная структура включает в себя сенсорные компоненты, исполнительные механизмы и структурные элементы. Поразительно, но именно это делает их настоящими роботами: устройства могут самостоятельно принимать решения на основе сенсорных данных, перемещаясь по физической среде.
"Благодаря двустороннему пьезоэлектрическому эффекту роботизированные системы могут самостоятельно определять свои контуры, обнаруживать препятствия по эхосигналам и ультразвуковым излучениям, а также реагировать на внешние раздражители через контур управления с обратной связью, который определяет, как роботы двигаются, с какой скоростью и к какой цели они движутся", - говорит Хуачен Куи, участвовавший в исследовании.
