Сегодня 05 июня 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Учёные создали робота-медузу без батареи — он плавает быстрее всех аналогов и сможет лечить людей изнутри

Устройство, получившее название Jellyfish Magnetic Soft Robot (J-MSR), использует метод движения реальных медуз путём скоординированного сокращения и расслабления оболочки. Вместо бортового источника питания применено управление извне с помощью магнитных полей, что позволяет роботу оставаться лёгким и гибким. J-MSR может двигаться в жидкой среде с рекордной скоростью, выполняя сложные биомедицинские задачи.

 Иллюстративное изображение / Источник изображения: interestingengineering.com

Иллюстративное изображение / Источник изображения: interestingengineering.com

Разработчики смоделировали систему с помощью полностью связанной магнитно-жидкостно-твердотельной симуляции. Это позволило точно настроить множество параметров, включая плотность магнитного потока и фазы движения. Цель заключалась в уменьшении сопротивления и увеличении тяги. Использовалась асимметричная модель, подобная движению естественных медуз, где фаза сокращения происходит быстрее, чем фаза восстановления. Этот дисбаланс помогает отталкивать больше жидкости назад, сохраняя при этом стабильность во время фаз скольжения, что повышает общую эффективность.

«Живые медузы плавают, создавая как пространственную, так и временную асимметрию — их фаза сокращения происходит быстрее и охватывает большую площадь, чем фаза восстановления», — объяснил ведущий исследователь профессор Цюаньлян Цао (Quanliang Cao). — Мы имитировали эту стратегию, используя асимметричную трапециевидную форму магнитного поля, но вышли за рамки простой эмуляции. Мы систематически оптимизировали шесть параметров формы волны, включая положительную и отрицательную плотность магнитного потока и длительность фаз предварительной нагрузки, сокращения, скольжения и восстановления».

 Источник изображения: magnific.com

Источник изображения: magnific.com

Благодаря оптимизированным формам волн робот достиг скорости плавания 14,85 длины тела в секунду, несмотря на отрицательную плавучесть. Это заметное достижение по сравнению с более ранними подобными роботами, максимальная скорость которых не превышала 10 длин тела в секунду. Исследователи говорят, что такое улучшение достигается за счёт сочетания быстрого сокращения и тщательно настроенной фазы скольжения, которая снижает сопротивление.

В ходе испытаний на модели желудка свиньи J-MSR продемонстрировал способность переключаться между несколькими режимами движения для преодоления препятствий. Регулируя внутренние схемы намагничивания и используя трёхкоординатную систему катушек Гельмгольца, робот может двигаться под углами от 0° до 122°, перекатываться, подниматься по склонам и перемещаться по узким или изогнутым траекториям.

Исследователи продемонстрировали беспроводное питание и функциональную активацию с использованием двухчастотных магнитных полей. Низкочастотные поля управляли движением, а высокочастотные обеспечивали работу бортовых функций, таких как нагрев или генерация сигналов.

Робот имеет центральную полость диаметром 10 мм для размещения полезной нагрузки, такой как датчики или медицинские инструменты. В ходе демонстраций он переносил светодиоды, беспроводные катушки и микроиглы без потери эффективности движения. Система с переменной плотностью обеспечила роботу способность временно надуваться и изменять плавучесть за счёт испарения низкокипящей жидкости. Это позволило ему захватывать объекты, а затем подниматься вместе с ними.

В биомедицинских тестах микроигла, прикреплённая к роботу, обеспечила точность наведения 4,4 ± 1,85 мм в модели желудка. Система также работала с капсульным эндоскопом, наклоняясь до 21,8° для получения нескольких углов обзора внутри желудочной среды. Дальнейшая разработка будет сосредоточена на полностью трёхмерном управлении, оптимизации на основе машинного обучения и автономной навигации с обратной связью для медицинского применения.

Исследование показало, как мягкая робототехника может объединить гидродинамику, магнитное управление и биомедицинские функции в единую платформу без бортового источника питания. «Мы считаем, что эта платформа откроет новые возможности для малоинвазивной диагностики и лечения, от осмотра желудка до адресной доставки лекарств, и все это без бортового питания или привязки», — заключил профессор Цао.

Статья «Сверхбыстрые и универсальные магнитные мягкие роботы, вдохновлённые медузами, для биомедицинских применений» была опубликована в журнале Cyborg and Bionic Systems.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Anthropic призвала отрасль к солидарному самоограничению для тех случаев, когда ИИ будет совершенствоваться бесконтрольно 52 мин.
Google завершила обновление значков приложений Workspace в рамках концепции «Эра Gemini» 3 ч.
Новая статья: ОСновной расклад: гид по российским Linux-дистрибутивам 8 ч.
OpenAI прокачала память ChatGPT — вскоре бот сможет помнить разное и для бесплатных пользователей 10 ч.
Отправление задерживается: безумный платформер про неподвластный гравитации поезд Denshattack! не выйдет 17 июня 13 ч.
AMD не планирует наделять поддержкой FSR 4.1 встроенную графику RDNA 3.5 14 ч.
Apple App Store обеспечил разработчикам приложений $1,4 трлн продаж — втрое больше, чем в 2019 году 16 ч.
«Всё, о чём я мечтал, и даже больше»: 10 минут геймплея Ace Combat 8: Wings of Theve привели фанатов в восторг 16 ч.
God of War Laufey не придётся ждать годами 17 ч.
Instagram оповестил пользователей, которых взломали с помощью ИИ-бота Meta 18 ч.
Производители модулей памяти и материнских плат начали наращивать объёмы выпуска продукции, связанной с DDR4 2 ч.
В этом году дефицит чипов вынудит Intel наращивать даже объёмы выпуска 10-нм процессоров 3 ч.
В Meta AI может появится распознавание лиц людей через камеру очков 3 ч.
Сбербанк представил универсальный оптический вычислитель для ИИ-задач 8 ч.
Новая статья: Обзор Infinix SMART 20: каким может быть бюджетный смартфон в эпоху оперативного кризиса? 10 ч.
HP и Ferrari выпустили ярко красный ноутбук HP Limited Edition Scuderia Ferrari AI PC за $5599 11 ч.
Waymo даст вторую жизнь аккумуляторам роботакси — их превратят в накопители энергии 12 ч.
Cooler Master представила процессорный кулер V8 Ace 3DHP с «экстремальной» эффективностью теплоотвода 14 ч.
Представлен доступный смартфон Huawei nova Y74 — камера 50 Мп и батарея на 6620 мА·ч 14 ч.
PowerColor показала видеокарты Radeon RX 9000, которые святятся под ультрафиолетом 15 ч.