Комбинируя магнитные материалы с магнитными полями, исследователи-робототехники продолжают разрабатывать машины, которыми можно дистанционно управлять различными способами. Ученые из Городского университета Гонконга разработали новый тип напыляемого покрытия, которое, по их словам, может дать обычным объектам такие возможности, с особым потенциалом в биомедицинских приложениях.

Исследование сосредоточено на расширении использования роботов размером с насекомых, измеряемых всего в миллиметрах, крошечный размер которых позволяет применять их в человеческом теле.

Еще в 2018 году мы рассматривали интересный пример этих типов «миллироботов», где ученые встраивали магнитные микрочастицы в резиновое силиконовое тело робота, которое затем можно было заставить ходить, ползать, прыгать и катиться с помощью внешнего магнитного поля.

Вместо того, чтобы создавать магнитный миллиробот с нуля, авторы нового исследования намеревались разработать инструмент, который можно было бы использовать для создания магнитных миллироботов из обычных объектов. Этот инструмент имеет форму магнитного покрытия, называемого M-спреем, которое состоит из поливинилового спирта, глютена и частиц железа и может прилипать к гладким и текстурированным поверхностям всех видов материалов.

«Наша идея состоит в том, что, распылив М - спрей, мы можем превратить любые объекты в роботов и управлять их движением», - говорит доктор Шен Яцзин, возглавлявший исследовательскую группу. «Разработанный нами M-спрей может прилипать к намеченному объекту и «активировать» объект под действием магнитного поля».

Пленка, образованная M-спреем, имеет толщину менее четверти миллиметра, что, по словам команды, является ключом к сохранению формы и размера исходного объекта. Команда продемонстрировала технологию, используя хлопковые нити, тонкие пленки и пластиковые трубы в качестве исходных объектов, которые стали крошечными мягкими роботами, способными ходить, ползать и катиться с помощью магнитного поля.

Фактически режим передвижения можно перепрограммировать по запросу, намочив затвердевшее покрытие, превратив его в клейкое вещество. Затем, применяя сильное магнитное поле, магнитные частицы внутри покрытия можно перераспределить и перестроить, изменяя способ реакции робота на магнитное поле.

Затем последовали эксперименты in vivo с участием капсул, покрытых М-спреем, и анестезированных кроликов. Кроликам вводили капсулы, и команда отслеживала их движение через желудок с помощью радиологических изображений, прежде чем растворить покрытие, когда капсулы достигли целевого места. Это стало возможным благодаря составу М-спрея, который позволяет ему распадаться на порошок в магнитном поле или в кислой среде.

«Все сырье для M-спрея, а именно ПВА, глютен и частицы железа, биосовместимы, - говорит Шен. Распавшееся покрытие может быть поглощено или выведено из организма человека».

Помимо биомедицинских приложений, команда видит ряд потенциальных применений этой технологии.

«Мы надеемся, что эта технология внесет свой вклад в разработку и применение миллироботов в различных областях, таких как передвижные датчики и устройства, особенно для задач в ограниченном пространстве», - сказал д-р Шен.