Сегодня 05 ноября 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 🔥
Anthropic смягчила запрет на клонирование популярных игр через Claude Code 23 мин.
Исследование показало, как большие компании последние 26 лет убивали игровые студии 2 ч.
Хакеры взламывали Android-смартфоны через дыры в Chrome и графике Snapdragon 4 ч.
Россияне массово покупают доступ к зарубежным ИИ через серые схемы — с рисками, зато по дешёвке 5 ч.
Apple заверила, что не собирается объединять macOS и iPadOS — хотя они и сближаются 5 ч.
Фанаты призвали правительство Канады выкупить BioWare у EA, а петицию за спасение Mass Effect подписали более 300 тысяч человек 6 ч.
Поставки PS5 рухнули на треть, но прибыль игрового бизнеса Sony взлетела на 83 % 7 ч.
Apple разрешила себе проверять файлы в iCloud, которыми пользователи делятся по ссылке 8 ч.
ChatGPT научился генерировать гифки — из картинок или по описанию 9 ч.
Apple начала экономить на ИИ: компания урезает сотрудникам бюджеты на использование нейросетей 9 ч.
Очередное обещание Маска уже не кажется фантастикой: SpaceX может догнать Google по мощностям ИИ-ЦОД за полтора года 26 мин.
SpaceX намерена запустить в 2027 году 10 ГВт мощностей ИИ ЦОД — цель представляется достижимой 2 ч.
У неооблачных партнёров Microsoft возникли задержки со строительством ИИ ЦОД 2 ч.
Microsoft не воспользовалась опционом на расширение многомиллиардного договора аренды ИИ ЦОД Nscale 2 ч.
«Защитники энергосети»: OpenAI готова умерить аппетиты своих ИИ ЦОД, на время отдавая на нужды населения до 1 ГВт 2 ч.
AMD добавила машинное обучение в апскейлер для Xbox — FSR 4.1.2 стала доступна разработчикам 3 ч.
Акции IT-гигантов выросли из-за надежд, что демократы в США «приструнят» расходы на ИИ 4 ч.
Автомобили превращаются в шпионов: ИИ-ассистенты собирают личные данные и не всегда понятно, кому их отправляют 5 ч.
Oracle отказалась от облачной ИИ-сделки с Tencent, лишившись многомиллиардного контракта 5 ч.
Продажи смартфонных чипов Qualcomm рухнули на 26 % — но ещё больше инвесторов напугал прогноз на будущее 7 ч.