Mokslininkai sukūrė magnetinių mikrorobotų spiečius, galinčius judinti, sukti ir rinkti objektus jų fiziškai neliesdami. Vietoje tiesioginio kontakto naudojami valdomi skysčio srautai, kurie leidžia atlikti itin tikslius veiksmus labai mažame mastelyje.
Vieno eksperimento metu šie mikrorobotai sugebėjo pasukti trimatį objektą, kurio masė daugiau kaip 45 tūkstančius kartų viršijo vieno roboto svorį. Tai parodė, kad net labai maži įrenginiai, veikdami kartu, gali sukurti didelę mechaninę jėgą.
Kiekvieno mikroroboto plotis siekia apie 300 mikrometrų – tai maždaug prilygsta druskos kristalo dydžiui. Veikiami išorinio magnetinio lauko, šie cilindro formos robotai pradeda suktis.
Sukimosi metu aplink robotus skystyje susidaro maži sūkuriai. Kai daug robotų susiburia į vieną spiečių, šie srautai susijungia ir sukuria stipresnę hidrodinaminę jėgą.
Šis reiškinys vadinamas skysčio sukimo momentu. Būtent jis leidžia mikrorobotams valdyti objektus, kurie yra dešimtis tūkstančių kartų didesni ir sunkesni už pačius robotus.
Svarbu tai, kad robotai objektų nestumia ir netraukia tiesiogiai. Jie veikia tik per skysčio srautus, kurie perduoda jėgą objektams.
Toks metodas leidžia atlikti itin tikslias manipuliacijas mikromasteliu. Tai ypač svarbu dirbant su trapiais ar labai mažais objektais.
Mičigano universiteto mokslininkas Stevenas Ceronas paaiškina, kad anksčiau hidrodinaminis pasipriešinimas buvo naudojamas tam, kad mikrorobotai spiečiuose elgtųsi skirtingai. Dabar tie patys skysčio sąveikos principai pritaikomi nuotoliniam objektų valdymui.
Tyrėjų teigimu, skysčio sukimo momentas suteikia naują galimybę dirbti su labai mažais objektais. Tokius objektus dažnai sunku valdyti tradiciniais mechaniniais metodais.
Reguliuojant robotų skaičių spiečiuje, jų sukimosi greitį ar išsidėstymą, galima tiksliai kontroliuoti objekto judėjimo kryptį ir greitį. Tai leidžia atlikti sudėtingas operacijas net mikroskopiniu mastu.
Dar viena svarbi šios technologijos savybė – robotų spiečių gebėjimas prisitaikyti. Priklausomai nuo užduoties, jie gali keisti savo judėjimo būdą.
Kai kuriais atvejais robotai sukasi vietoje, o kitais juda paviršiumi tarsi šliauždami. Taip jie gali persitvarkyti ir prisitaikyti prie skirtingų aplinkos sąlygų.
Mokslininkai mano, kad ši technologija gali turėti daug praktinių pritaikymų. Viena iš galimų sričių yra mikrogamyba.
Tokie robotų spiečiai galėtų padėti surinkti itin mažus elektronikos komponentus, kurių montavimas rankiniu būdu ar tradicinėmis mašinomis yra sudėtingas.
Dar didesnis potencialas matomas medicinos srityje. Ateityje mikrorobotai galėtų dirbti žmogaus organizmo viduje, atlikdami įvairias procedūras.
Viena iš galimų funkcijų būtų biologinių mėginių transportavimas organizme. Tai galėtų padėti atlikti diagnostiką mažiau invaziniais metodais.
Taip pat svarstoma galimybė atlikti medicinines procedūras be didelių chirurginių pjūvių. Tokie robotai galėtų veikti labai tiksliai ir minimaliai pažeisti audinius.
Kita potenciali taikymo sritis – kraujagyslių valymas nuo užsikimšimų. Mikrorobotai galėtų pasiekti labai siauras vietas, kurių nepasiekia įprasti medicinos instrumentai.
Technologija taip pat galėtų būti naudojama medicinos implantams įrengti be sudėtingų operacijų. Tai galėtų sumažinti komplikacijų riziką ir pagreitinti pacientų gijimą.
Dar viena perspektyvi kryptis – itin tikslus vaistų pristatymas. Tokiu būdu vaistai galėtų būti nukreipiami tik į konkretų organą ar audinį.
Tai leistų sumažinti šalutinį poveikį, nes vaistai veiktų tik tikslinėje vietoje. Tokia sistema galėtų būti naudinga gydant įvairias ligas.
Mokslininkai pabrėžia, kad svarbiausias šios technologijos privalumas yra galimybė dirbti be tiesioginio kontakto su objektais ar audiniais. Skysčio sukeliamos jėgos leidžia atlikti veiksmus itin švelniai ir tiksliai.
Dėl šios priežasties magnetinių mikrorobotų spiečiai laikomi viena perspektyviausių technologijų ateities medicinoje ir aukštųjų technologijų pramonėje.
