Видели фантастику про наноботов в крови, которые вас лечат изнутри? Вс

Видели фантастику про наноботов в крови, которые вас лечат изнутри? Всё, теперь это не фантастика. 

Работа вышла позавчера, вот она.

Нарезали столбиков по 600 микрометров (это примерно толщина листа бумаги) на 300 на 300 из эпоксидки с магнитыми частицами неодим-железо-бор.

Столбикам сказали, что они теперь роботы. На самом деле они просто кусочки эпоксидки с магнитной крошкой внутри. Но если крутить их магнитами, то внезапно получается очень хороший манипулятор. В отличие от просто магнитной крошки эти столбики могут образовывать структуры — длинные и тонкие, если соединять их в длину, ёлочкой по диагонали с большой жёсткостью и широкой стороной к широкой (а-ля кирпичная кладка) для очень плотной упаковки. 

Технически, робот там только один: два магнита и распределённый манипулятор. Но эти столбики взаимодействуют внутри сборки друг с другом довольно хитро, поэтому манипулятор можно считать роевым. 

Меняя интенсивность поля, направление и скорость вращения, можно шевелить всем этим для довольно крутых результатов. Они могут очищать артерии, в биотехе точно манипулировать организмами, доставлять лекарства и другие штуки. 

Это офигенно хорошо видно на видео. 

Прошлые попытки были с круглыми роботами, но они магнитились друг к другу гораздо хуже, и потому хуже взаимодействовали. 

Как их производят, нарисовано на одной из картинок. Берут формочку для льда, заливают композит из эпоксидки с железяками NdFeB, намагничивают в одном из направлений (0°, 45° или 90°) и выколупывают, растворяя форму. Получается рой столбиков. 

Микророботы приводятся в движение с помощью вращающегося магнитного поля: 
1. При низком градиенте поля 0,15 Тл/м роботы вращаются вокруг своей оси, и могут вставать на торец при вращении.
2. Если повысить градиент до 7 Тл/м, то будет орбитальное движение — рой разделяется на две группы, каждая группа притягивается к одному из двух вращающихся магнитов. Обе группы начинают двигаться по кругу с очень высокой скоростью, следуя за вращающимися магнитами. Могут разогнаться до скорости 880 мм в секунду. 

У них нет датчиков, нет манипуляторов, ничего нет. Но они "программируются" через профиль намагничивания (три варианта взаимодействия между собой), а управление полем считается вводом команд. Ну и что самое важное — они демонстрируют что-то похожее на базовый "роевой интеллект" (если это вообще применимо к столбикам), что и удивило учёных. Эта терминология заодно сорвала крышу журналистам, встречаются заголовки про "роботов-муравьёв". 

Длинный рой может:
— 8 роботов смогли подняться на препятствие высотой 3,9 мм (в 5 раз выше длины одного робота).
— Перебрасывать друг друга через препятствие: при высокой частоте вращения магнитного поля (15 Гц) происходит разборка колбасы, и один робот "выстреливается" через препятствие.
— Рой из 250 роботов смог поднять препятствие в 1600 раз тяжелее одного робота на высоту 1,9 мм.

Да, они всё ещё просто кусочки материала, но их предварительное намагничивание задаёт вот эти сложные взаимодействия. 

Рой-ёлочка:
— Рой из 1000 роботов формирует плот на поверхности воды и может переносить таблетку, которая в 2000 раз тяжелее одного робота.
— Могут пихать груз в 350 раз тяжелее одного робота со скоростью 3,26 мм/с.
— На одном из видео рой таскает электропроводящий индий для соединения электрической цепи.

Плотный рой (кирпичная кладка):
— Рой из 200 роботов способен разделять, транспортировать, объединять и изменять форму жидкого металла (эвтектический галлий-индий) с высоким поверхностным натяжением (630 мН/м).
— Как раз он разрушает препятствие в трубке (тофу с модулем сдвига 2,96 кПа, что схоже с тромбом) за 40 секунд и удаляет остатки.
— И ещё они могут контролировать доступ личинки Zophobas morio к пище. Просто образовали круг вокруг еды и били червя по морде, пока мясорубку не выключили, тогда червяк поел. 

Так что формально это не роботы, но ведут себя странно. Осталось приделать к ним датчики, двигатели, батареи, связь — и они заполонят планету!

-- 
Вступайте в ряды Фурье! Если не можете разделить задачу на части, объедините её с другой и сделайте свёртку!