Робота-трансформера научили становиться разными бактериями, чтобы эффективнее пробираться к цели
Этих роботов можно будет использовать для целевой доставки лекарств или медицинского зондирования
Британские и швейцарские инженеры, вдохновившись формами бактерий возбудителей язвы, холеры и болезни Лайма, создали гибких роботов, которые способны менять форму тела, плавая в жидкости и адаптируясь к изменению ее вязкости.
Фрагмент ролика на YouTube
Одно из направлений современной робототехники – создание на основе полимеров с разными характеристиками гибких и мягких микророботов, которые могли бы проникать в организм человека и выполнять там медицинские задачи.
На создание роботов тех или иных форм инженеров часто вдохновляют животные. В этот раз, как пишут инженеры в статье в Science Advances (Huang et al., Adaptive locomotion of artificial microswimmers), их вдохновили бактерии: холерный вибрионы V. cholerae, имеющие форму трубки с винтообразным жгутиком, стебельковые бактерии (популярный модельный организм C.Crescentus) в форме трубки с прямым и плоским жгутиком, возбудители язвы желудка H.pylori в виде спирали с несколькими жгутиками и возбудители болезни Лайма B.burgdorferi, имеющие форму спирали.
Слева направо и сверху вниз: холерный вибрион V.cholerae, C.Crescentus, возбудитель язвы желудка H.pylori и возбудитель болезни Лайма B.burgdorferi (А. Лапушко, wikimedia commons).
Из одной гидрогелевой пленки ученые изготовили сотни образцов роботов разной формы и заставили их плавать в средах с разной плотностью и вязкостью, например, в растворе сахарозы, по вязкости близкой к крови. В такой среде стебельковые роботы двигались лучше других прототипов. Однако, при увеличении вязкости именно эти роботы становились аутсайдерами, так как их «тело» больше не могло двигаться синхронно со жгутиком и только увеличивало сопротивление. Зато «роботы Лайма» в виде спирали показали себя в более вязкой среде лучше всех. Штопорообразное движение в такой среде оказалось более эффективным.
Выяснив, что трубчатое тело с плоским хвостом предпочтительнее для плавания при низкой вязкости, а спиральное – при высокой, инженеры создали робота, который мог менять свою конфигурацию в ответ на увеличение концентрации сахарозы в жидкости. Этот робот может менять форму в зависимости от условий, не теряя в скорости маневренности.
Патогенные бактерии так эффективны в своей способности заражать организм не в последнюю очередь благодаря своей форме, позволяющей быстро перемещаться по кровотоку. Позаимствовав у микробов эти формы, ученые создали роботов, которые, возможно, тоже смогут в будущем перемещаться в организме, но уже с благими целями – например, для доставки лекарств или выявления повреждений в организме.
Если создавать плавающих роботов помогают плавающие организмы, то прототипами роботов прыгающих становятся животные, которые умеют это делать лучше всего. Так, живущих на деревьях лесной зверек галаго стал прототипом для робота-прыгуна.
Евгения Щербина, «Чердак»
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
