Сегодня 25 августа 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.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про мир роботехники

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Календарь релизов 24–30 августа: Resonance: A Plague Tale Legacy и Star Wars Zero Company 7 ч.
NVIDIA выплатит Poolside за лицензию $6 млрд и получит более ста его специалистов, но поглощением эту сделку называть отказывается 10 ч.
Hugging Face отказалась от денег Nvidia и теперь рассматривает продажу за $13 млрд 11 ч.
The Witcher 4 выйдет в 2028 году — это «самая большая, смелая и амбициозная игра» в истории CD Projekt Red 11 ч.
«Это пустяки»: ветеран Rockstar сравнил утечки GTA VI с секс-скандалом вокруг GTA: San Andreas 13 ч.
После критики фанатов вампирская ролевая игра The Blood of Dawnwalker от ветеранов CD Projekt Red всё-таки получит поддержку 60 кадров/с на консолях 14 ч.
Alibaba выпустила Wan3.0 — новую версию генератора 30-секундных видео 14 ч.
Авторитетный инсайдер подтвердил продолжение Ori and the Will of the Wisps, а создатель серии назвал слухи об Ori 3 «полной чушью» 17 ч.
В Steam завирусился гибрид шутера и симулятора рыбалки на четверых How to Fish — миллион проданных копий за два дня 18 ч.
Зоркий фанат нашёл в Cyberpunk 2077 лужу из нового трейлера Cyberpunk: Edgerunners 2 и впечатлил даже CD Projekt Red 18 ч.
SpaceX откажется от эксплуатации Falcon 9 с выходом на стабильные пуски Starship 58 мин.
Intel рассказала о технических сложностях, стоявших при разработке мобильных процессоров Wildcat Lake 2 ч.
LG оценила 24,5-дюймовый игровой IPS-монитор UltraGear 25G590B с Full HD и 1000 Гц в $1000 5 ч.
Intel раскрыла устройство Crescent Island — ИИ-ускорителя с огромным объёмом дешёвой памяти 6 ч.
Новая статья: Обзор и тест процессорного кулера MSI MAG CoreFrozr AA13: просто, недорого, симпатично 6 ч.
В контрабанде ИИ-ускорителей в Китай оказался замешан топ-менеджер Nvidia — теперь ему грозит 5 лет тюрьмы 11 ч.
Xiaomi представила мини-ПК AI Cube на собственных CPU, GPU и NPU и с LPDDR6-памятью 12 ч.
Xiaomi начала повышать цены на смартфоны — некоторые модели подорожают на 25 % 12 ч.
Фото дня: доставка суперускорителя NVIDIA Vera Rubin NVL72 в дата-центр Microsoft 14 ч.
YMTC готовит IPO на $4,9 млрд — китайский производитель флеш-памяти хочет нарастить выпуск 3D NAND 17 ч.