Нанороботы. Новости.

Незаслуженно совсем забыли братьев наших меньших. А у них есть серьезные прорывы и есть чем гордиться.

Поехали!

Создан дешевый наноробот для перемещения по кровеносным сосудам

Швейцарские ученые создали наноробота для перемещения по кровеносным сосудам из композитных материалов, действующего в средах с переменчивой вязкостью. Изготовленное устройство меняет направление движения, уменьшается или увеличивается в габаритах в зависимости от необходимости и способно даже трансформироваться из круглой в продолговатую форму. Инженеры использовали принцип наночастиц при создании робота.
Источник

Микроробот из водорослей убил раковые клетки

Ученые создали из водоросли спирулины новый тип биосовместимых микророботов — волокна водоросли покрыли магнетитом и получили спиральные микрочастицы, способные передвигаться под действием магнитного поля даже в вязких жидкостях. Микророботов протестировали на мышах и оказалось, что частицы легко детектировать как в поверхностных тканях, так и в глубоко залегающих органах. Кроме того, микрочастицы показали цитотоксичность в отношении раковых клеток, сообщается в статье, опубликованной в Science Robotics.
Источник

Наноробота научили сортировать молекулы

Ученые Калифорнийского технологического института :@52: разработали миниатюрного робота, который состоит из одной цепи ДНК. Наноробот способен собирать молекулы и доставлять их в необходимые участки организма. С подробностями исследования можно ознакомиться в Science.
Источник

Автономные металлоорганические микророботы сортируют радиоактивный уран

Самоходных микророботов в последнее время привлекают для восстановления окружающей среды, однако их использование при обращении с радиоактивными отходами не рассматривалось. Инженерные микромоторы, которые способны сочетать высокоадсорбционные возможности с быстрым автономным движением в жидких средах, являются многообещающими изделиями для удаления ядерных отходов, что является одним из наиболее сложных типов управления. Мы изготавливаем самоходные микромоторы на основе металлорганических каркасов (MOF) посредством межфазного синтеза на основе шаблонов и показываем их потенциал для эффективного удаления радиоактивного урана. Основной проблемой двигателей на основе MOF является их стабильность в присутствии топлива (перекись водорода) и кислых сред.
Источник (англ.)

Клеточные нанороботы очищают кровь от бактерий и токсинов

Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего :@52: разработали крошечных ультразвуковых роботов, которые могут плавать в крови, удаляя вредные бактерии вместе с токсинами, которые они производят. Эти проверенные на практике нанороботы могут однажды предложить безопасный и эффективный способ детоксикации и дезактивации биологических жидкостей.

Исследователи создали нанороботов, покрыв золотые нанопроволоки гибридом мембран тромбоцитов и эритроцитов. Это гибридное покрытие клеточной мембраны позволяет нанороботам выполнять задачи двух разных клеток одновременно - тромбоцитов, которые связывают патогены, такие как бактерии MRSA (устойчивый к антибиотикам штамм Staphylococcus aureus), и эритроцитов, которые поглощают и нейтрализуют выработанные этими бактериями токсины. Золотое тело нанороботов реагирует на ультразвук, что дает им возможность быстро плыть без химического топлива.
Источник (англ.)

Роботы в микро и нано масштабе

Перемещение больших грузов и выполнение многих других, в основном повторяющихся, трудных и сложных задач, все чаще становится уделом промышленных роботов. Их основными преимуществами являются высокая прочность, точность и значительный диапазон. Однако кто знает, будет ли будущее робототехники принадлежать устройствам, являющимся их противоположностями - роботам настолько малым, что их трудно увидеть невооруженным глазом.

Миниатюризация является одной из тенденций, стимулирующих динамичное развитие современных технологий. Хотя нам нравится иметь большие смартфоны или телевизоры, полупроводниковые интегральные схемы, необходимые для их правильного функционирования, становятся меньше и часто содержат много электронных компонентов на небольшой площади. Тенденция роботизации также видна в области робототехники. Десятки, если не сотни ученых и инженеров по всему миру проводят исследования на крошечных роботах, и хотя сегодня некоторые достижения могут казаться фантастикой из фильмов, это только вопрос времени, когда микро- и нанороботы будут использоваться в больших масштабах.

От видения до первых испытаний

Робот, который нацеливается на раковые клетки в организме человека и уничтожает их? Сегодня это звучит как фантазия, но без первой идеи и постановки цели было бы трудно добиться прогресса. Микро- и нанороботы являются не только идеей ученых 21-го века, первые упоминания о которых можно найти в прошлом веке. В 1956 году Артур Кларк, писатель-фантаст, известный прежде всего по роману «Космическая одиссея» 2001 года, описал машины в микроуровне; 30 лет спустя американский физик Ким Дрекслер, считающийся создателем нанотехнологий, в книге под названием «Двигатели творчества: грядущая эра нанотехнологий» определил нанороботов как микроскопические машины размером 1,5-150 нм, способные строить любые объекты атом за атомом. Хотя с тех пор прошло 30 лет, нанороботы все еще находятся на стадии исследований ученых в различных университетах.

Первые созданные наноразмерные машины трудно назвать роботами. Одним из первых нанороботов является крошечное 4 нм устройство, созданное командой ученых из Колумбийского университета во главе с Миланом Стояновичем. Четвероногий паук двигался по специально созданной молекулярной дорожной сети, поворачивался и останавливался. Он смог преодолеть расстояние всего 100 нм (около 100 шагов).

Микро шкала

Гораздо больший прогресс можно увидеть в исследованиях немного более крупных роботов. В текущем столетии уже создано много проектов, которые показывают, что микророботы скоро смогут выполнять различные задачи, которые невозможно сделать людям или более крупным роботам. В 2003 году ученые из лаборатории Сандиа в Альбукерке разработали 1/4-дюймовый робот, который питался от двух часовых батарей, перемещался на двух гусеницах и мог преодолевать расстояние 0,5 м в течение часа. Он имел память 8 КБ и он был оснащен простым датчиком температуры, но в зависимости от потребностей он также мог быть оснащен мини-камерой или химическими датчиками. Уже во время своей первой презентации создатели заявили, что нет проблем с его дальнейшей миниатюризацией.

Другая группа ученых из Университета Дартмута (сайт Новая Мировая Религия уже упоминал его с статье, где он назван колледжем. Это одно и то же. Дартмутский колледж (англ. Dartmouth College) — это частный исследовательский университет) создала робота, который в конце первого десятилетия 21-го века мог похвастаться неофициальным титулом самого маленького робота в мире. Его ширина составляла всего 60 мкм (столько же, сколько имеет человеческий волос). Робот 250 мкм двигался, точнее ползал, как гусеница, создавая тысячи «нанокапс» в секунду, благодаря двум независимым активаторам. Один отвечал за движение вперед, другой за поворот. Активаторы реагировали на электрические изменения в электродной сетке, что в то же время обеспечивали этого микроробота необходимой энергией для движения. Этот способ перемещения дал ему подвижность на всех поверхностях. По словам создателей, этот маленький робот может быть использован, среди прочего для ремонта интегральных микросхем или контроля опасных сред.

По мнению некоторых ученых, нанороботы могут быть использованы, среди прочего для точной доставки лекарств в организме человека.

Миниатюрные роботы уже могут летать

В 2013 году появился первый так называемый робомуча (Robomucha), который весил всего 80 мг. У него были крылья из углеродных волокон, которые под воздействием электричества могли производить 120 махов в минуту. Этого было достаточно для эффективного и, прежде всего, быстрого полета. Проблема, однако, заключалась в питании и управлении этого робота. Поскольку из-за его чрезмерно малого веса не могло быть и речи о батарее и даже самом маленьком контроллере, он перемещался по кабелю, соединенному с источником питания и управляющим компьютером.

То, что было непреодолимым препятствием пять лет назад, было нивелировано учеными из Вашингтонского университета в этом году. Они построили первый летающий беспроводной микроробот. Этот робот, не намного тяжелее зубочистки, питается от лазерного луча с помощью небольшого контура с фотоэлектрической батареей, размещенной на его корпусе, благодаря чему энергия лазера преобразуется в электричество, необходимое для движения крыльев. Крошечный контроллер, подключенный к той же схеме, отвечает за управление полетом этого микроробота. Однако сейчас он может только взлететь и приземлиться. В настоящее время ведутся работы по использованию крошечных батарей и извлечению энергии из радиочастотных сигналов, а также над более совершенной системой управления. Эти решения предназначены для того, чтобы робот оставался в воздухе намного дольше и выполнял более сложные операции. Его создатели надеются, что, будучи полностью функциональными, это поможет, например, обнаружить утечки в трубопроводах или бытовых установках.


Нанороботы не ранее 2030 года

Настоящая революция в робототехнике может быть вызвана роботами в нано-масштабе, которые смогут перемещаться и выполнять действия с нанометровой точностью, и в то же время будут невидимы невооруженным глазом. Работа над нанороботами, также известными как наниты, уже ведется, но первые конструкции довольно просты и не могут много предложить. Их конструкция аналогична более крупным машинам - у них есть модуль, отвечающий за движение, блок управления, элементы захвата и привод. И этот последний, вероятно, самая большая проблема для ученых сегодня.

В настоящее время нанороботы в качестве питания используют различные внешние источники, в том числе ультразвук или магнитное поле. В роботах, которые могут перемещаться в организме человека, растворы, использующие кислород, глюкозу или текущую кровь, тестируются как источник движения. В свою очередь, в тестовых нанороботах, функционирующих вне организмов, например, используется энергия от ультрафиолетовых волн или от солнечных батарей, которые покрывают такого робота, радиоволн, циркулирующих в воздухе, или просто от движений самого воздуха.

По словам исследователей, мы должны дождаться первых крупных изобретений до 2030 года. Если искусство создания крошечных роботов действительно освоено, у них впереди светлое будущее. Нанороботы могут использоваться для задач, о которых мы никогда не мечтали сегодня, например, в медицине для удаления раковых клеток или непосредственного применения лекарств в организме человека.


Они смогут, например, проникать в сложные механизмы и ремонтировать или обслуживать их изнутри или регенерировать поврежденные материалы изнутри.

Вы КОНЕЧНО также можете представить себе наномашину для шпионажа или для контроля и измерения выбросов вредных веществ. Хотя нанороботы сегодня кажутся фантастическими, технологические достижения в скором времени сделают их такими же привычными как и их более более крупных собратьев.