Сегодня 18 июля 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 🔥
TikTok начала тестировать инструмент для выявления ИИ-дипфейков внешности пользователей 4 ч.
Ошибочка вышла: AWS выставила клиентам счета на миллиарды и триллионы долларов из-за проблем с биллингом 8 ч.
Новая статья: DOOM: The Dark Ages — Revelations. Без откровений. Рецензия 9 ч.
Nebius предложила партнёрам свои ИИ-технологии для развёртывания в сторонних ЦОД 9 ч.
Исследователи обнаружили вирус ClickLock для macOS, ворующий пароли и криптовалюту 10 ч.
На волне успеха: спустя неделю после релиза продажи Assassin’s Creed Black Flag Resynced взяли новую высоту 11 ч.
Американца арестовали по подозрению в краже криптовалюты через запрятанный в игры Steam вирус 12 ч.
Bethesda назвала Starfield «важной частью» своего будущего и намекнула на новое сюжетное дополнение в 2027 году 13 ч.
Открытые китайские ИИ-модели сократили отставание от передовых американских всего до четырёх месяцев 14 ч.
«Яндекс» улучшил поиск АЗС без очередей и оптимизировал построение маршрутов для экономии топлива 14 ч.
На фоне ИИ-бума ASML выдаст всем работникам премии в виде акций на сумму 20 тысяч евро 4 ч.
Meta готовится сдать Anthropic в аренду свой центр обработки данных в Джорджии за $10 млрд 4 ч.
Утечка подтвердила дизайн и характеристики широкого складного смартфона Samsung Galaxy Z Fold8 10 ч.
TSMC похвалилась успехами в разработке 1,4-нм техпроцесса A14 — он развивается быстрее N2 12 ч.
Caviar представила футбольный вариант грядущего Samsung Galaxy Z Fold8 Ultra за 799 000 рублей 12 ч.
Steam Machine с Windows оказалась немного быстрее, чем со SteamOS 14 ч.
Современной памяти не хватает: новые ПК всё чаще получают старые процессоры Intel и AMD 14 ч.
Разработана одежда, которая сама надевается на человека 14 ч.
Гонка за статус самой дорогой компании мира обострилась: Apple догоняет Nvidia и приближается к $5 трлн 14 ч.
Apple расширяет дело против OpenAI: компания заподозрила десятки бывших сотрудников 14 ч.