Микробот в форме штопора может использовать звук, чтобы проходить сквозь человеческое тело по спирали

Микроскопический спиральный робот перемещается по узким трубкам под воздействием звука и в конечном итоге может быть использован для доставки лекарств внутрь тела, циркулируя по спирали через его сосудистую сеть.

Вы можете почувствовать звук из большого динамика своим телом, потому что механические вибрации звуковых волн проникают в органические ткани. Дэниел Ахмед из Швейцарского федерального технологического института и его коллеги хотят использовать это явление, чтобы переместить крошечного робота внутри человеческого тела.

Робот выглядит как кусок пасты ротини длиной 350 микрометров — дизайн, который, по словам Ахмеда, был вдохновлен формой определенных бактерий. Исследователи напечатали его на 3D-принтере из нетоксичного полимера, подходящего для использования внутри человеческого тела. Робот не имеет двигателей или внутреннего источника питания. Однако использование устройства размером в сантиметр, называемого преобразователем, для озвучивания робота заставило его вращаться вперед через узкую стеклянную трубку, наполненную водой или изопропиловым спиртом.

Это произошло потому, что звук заставил молекулы жидкости ударяться по спиралям робота и образовывать вихри вокруг его спирального тела, толкая его вперед. По сути, это похоже на более компактную и сложную версию самолета, поднимающегося за счет воздушных вихрей под крыльями.

Исследователи смогли изменить направление движения робота, изменив частоту звука. Более того, при звуковых частотах около 15 кГц робот мог двигаться вперед, даже если труба была наклонена вверх под углом 45° и двигалась вверх по спирали.

Цзе Инь из Университета штата Северная Каролина говорит, что использование звука может быть более удобным способом заставить крошечных роботов двигаться, чем некоторые альтернативы, такие как использование магнитов. «Этот робот имеет большой потенциал для применения в медицине, например, в доставке лекарств, но дальнейшие исследования того, как загружать и выгружать лекарства в нужные области, еще предстоит изучить», — говорит он.

По словам Ахмада, если внести некоторые изменения в форму микроробота и добавить больше датчиков для управления траекторией его движения, он, возможно, сможет перемещаться по кровеносным сосудам внутри тела. Он говорит, что его команда разрабатывает «акустический шлем», который можно было бы использовать для перемещения и управления спиральными микророботами, вставленными в кровеносные сосуды мозга.