Исследователи из университета Ханьян в Сеуле разработали необычную технологию, взяв за основу принцип коллективного поведения муравьёв. В лаборатории появились крошечные магнитные роботы , способные объединяться в группы для выполнения сложных задач, которые не под силу одиночным механизмам.
Каждый микробот представляет собой миниатюрный куб высотой всего 600 микрометров. В его состав входят ферромагнитные частицы из сплава неодима, железа и бора (NdFeB), что позволяет устройствам реагировать на магнитные поля и взаимодействовать друг с другом. Кубическая форма была выбрана неслучайно – она обеспечивает максимальную площадь соприкосновения и усиливает магнитное притяжение.
Для серийного производства корейские специалисты разработали особый метод сборки на месте. Руководитель проекта Чжон Чже Ви отмечает, что новая технология гарантирует точное соблюдение геометрии и одинаковые рабочие характеристики всех микромеханизмов.
Испытания показали удивительные результаты: тысяча металлических микробойцов, действуя заодно , превратилась в подобие плота. На воде они научились оборачиваться вокруг предметов, которые тяжелее одного устройства в 2000 раз, и переносить их через толщу жидкости. При перемещении грузов по твердой поверхности роботы справлялись с предметами, превышающими собственный вес в 350 раз.
Устройства также освоили технику преодоления высоких препятствий – они забираются на уступы, впятеро превышающие их длину. Лучше всего групповая работа удается, когда они выстраиваются в вытянутые цепочки.
Колония действует по тому же принципу, что и муравейник: даже если часть выходит из строя, остальные продолжают двигаться к цели. Такая живучесть системы – одно из главных достоинств роевой робототехники.
Меняя параметры намагничивания, ученые заставляют роботов выстраиваться в разные конфигурации. Благодаря этому свойству маленькие механизмы можно приспосабливать под самые разные задачи – от медицинских манипуляций до промышленных работ.
В будущем они помогут очищать океаны от пластикового мусора. Умение формировать плавучие конструкции и захватывать мелкие предметы – именно то, что нужно для такой работы. В сельском хозяйстве роботы будут доставлять удобрения и другие вещества прямо к корням растений, не затрагивая соседние участки.
Электронная промышленность тоже присматривается к новой технологии. Магнитные свойства малышей пригодятся при монтаже миниатюрных схем. А еще они способны пробираться в самые узкие места сложных механизмов для их починки.
Следующий этап работы ученых – научить колонию действовать более самостоятельно. Пока что сами они не умеют ориентироваться в лабиринтах вроде кровеносных сосудов.
По мере развития технологии появятся автономные транспортные системы на основе роевого интеллекта. С их помощью можно будет доставлять микроскопические грузы в труднодоступные места или проводить новые виды медицинской диагностики.