Учёные создали мягкого робота-медузу для медицинских задач
Исследователи разработали мягкого робота Jellyfish Magnetic Soft Robot (J-MSR), который движется по принципу медузы и способен развивать рекордную скорость. Устройство управляется внешними магнитными полями, что позволило отказаться от встроенного источника питания и сохранить компактность, сообщила команда проекта.
Живые медузы создают асимметрию при плавании: сокращаются быстрее и захватывают большую площадь, чем при восстановлении формы. Учёные не просто скопировали этот механизм, а оптимизировали шесть параметров магнитного сигнала — фазы подготовки, сокращения, скольжения и восстановления. После настройки робот разогнался до 14,85 длины собственного тела в секунду, обогнав предыдущие модели, чья скорость достигала около десяти длин тела. При этом устройство обладает отрицательной плавучестью и не использует вспомогательные элементы, которые обычно ухудшают гидродинамику.
Робот умеет переключаться между несколькими режимами: двигаться под углами от 0 до 122 градусов, перекатываться, подниматься по наклонным поверхностям и проходить через узкие изогнутые участки. Во время испытаний на модели желудка свиньи сочетание вертикального всплытия и горизонтального плавания помогло преодолеть складки.
В центральной полости диаметром 10 мм размещается полезная нагрузка — светодиоды, беспроводные катушки, микроиглы. Микроигла обеспечила точность наведения около 4,4 мм. Робот успешно работал в паре с капсульным эндоскопом, наклоняясь до 21,8 градуса для съёмки под разными углами.
Низкочастотные магнитные поля управляют движением, высокочастотные — активируют встроенные функции (нагрев, генерацию сигналов). Профессор Цюаньлян Цао заявил, что новая платформа открывает перспективы для малоинвазивной диагностики и лечения, включая обследование желудка и адресную доставку лекарств без кабелей и батарей.
Профессор Линин Яо подчеркнул, что высоких характеристик удалось добиться без дополнительных плавучих конструкций, которые увеличивают сопротивление. В дальнейшем команда планирует сосредоточиться на полном трёхмерном управлении, машинном обучении и автономной навигации с обратной связью.
