Китайские учёные разработали новаторский мягкий робот, способный плавать и обнаруживать молекулы химических веществ и вирусы, в том числе вирус SARS-CoV-2, в труднодоступных местах. Робот, вдохновлённый хвостом дельфина, весит всего 5,3 грамма и может двигаться и осуществлять мониторинг в узких пространствах, таких как трубопроводы, что ранее было крайне затруднительно.
Исследование, опубликованное в журнале Science Advances , подчеркивает потенциал этого изобретения для мониторинга в реальном времени в замкнутых пространствах. Главная особенность робота – сочетание способностей к движению и обнаружению, что редко встречается в мобильных роботах. В соответствии с информацией South China Morning Post, руководитель проекта доктор Ли Дэнфэн из Городского университета Гонконга заявил, что целью исследователей было создать робота, который плавает “как дельфин”.
Робот оборудован электромагнитной системой актуации для управления магнитами, имитирующей движение хвоста дельфина, и может двигаться в воде. На устройстве также расположены электродные датчики, которые могут адаптироваться для обнаружения различных молекул в зависимости от потребностей общественного здравоохранения, от тяжелых металлов до биологических частиц и ядерных загрязнителей.
Доктор Ли подчеркнул, что дизайн робота “повышает эффективность и гибкость мобильных электронных систем мониторинга без ущерба для производительности в узких пространствах”. Важной особенностью является его беспроводная функциональность, позволяющая ему работать беспрепятственно и без кабелей в замкнутых циклических средах, например, в круглых трубах.
Исследователи решили отказаться от традиционных батарей и использовать для питания робота радиочастотные сигналы, получаемые из электромагнитных полей, излучаемых внешней катушкой. Этот стратегический выбор не только снижает вес робота, но и позволяет ему заряжаться без проводов, одновременно мониторя своё окружение.
Команда исследователей видит потенциальные приложения мягкого робота в различных сценариях, включая трубопроводы, повседневные воды и даже внутри человеческого тела. Несмотря на ограничения в дизайне робота, такие как использование радиочастотной энергии, ограничивающее рабочее расстояние робота максимумом в 4 см, и передачу данных на смартфон, ограниченную дальностью связи в 10 см, доктор Ли уверен в своей технологии. Он считает, что такое расстояние достаточно для применения в трубопроводах, повседневных водах и даже в человеческом теле.
Также команда выразила важность расширения возможностей сенсорного восприятия робота для его работы в более разнообразных сценариях. Они предлагают потенциальные адаптации для использования внутри человеческого тела, такие как мониторинг желудочных кислот или проведение электростимуляционной терапии.