Mokslininkai sukūrė magnetinių mikrorobotų spiečius, galinčius judinti, sukti ir rinkti objektus jų fiziškai neliesdami. Užuot naudoję tiesioginį kontaktą, jie pasitelkia valdomus skysčio srautus, kurie leidžia atlikti itin tikslius veiksmus labai mažame mastelyje.
Vieno eksperimento metu šie mikrorobotai sugebėjo pasukti trimatį objektą, kurio masė daugiau kaip 45 tūkstančius kartų viršijo vieno roboto svorį. Tai parodė, kad net labai maži įrenginiai, veikdami kartu, gali sukurti reikšmingą mechaninę jėgą.
Kiekvieno mikroroboto plotis siekia apie 300 mikrometrų – maždaug tiek, kiek druskos kristalas. Veikiami išorinio magnetinio lauko, cilindro formos robotai pradeda suktis.
Sukimosi metu skystyje aplink robotus susidaro maži sūkuriai. Kai daug robotų susiburia į vieną spiečių, šie srautai susijungia ir sukuria gerokai stipresnę hidrodinaminę jėgą.
Šis reiškinys vadinamas skysčio sukimo momentu. Būtent jis leidžia mikrorobotams valdyti objektus, kurie yra dešimtis tūkstančių kartų didesni ir sunkesni už pačius robotus.
Svarbiausia tai, kad robotai objektų nei stumia, nei traukia tiesiogiai. Jie veikia tik per skysčio srautus, kurie perduoda jėgą objektams ir leidžia manipuliuoti jais nuotoliniu būdu.
Toks metodas suteikia galimybę atlikti itin tikslias manipuliacijas mikromasteliu, o tai ypač svarbu dirbant su trapiais ar labai mažais objektais.
Mičigano universiteto mokslininkas Stevenas Ceronas aiškina, kad anksčiau hidrodinaminis pasipriešinimas buvo naudojamas tam, jog mikrorobotai spiečiuose elgtųsi skirtingai. Dabar tie patys skysčio sąveikos principai pritaikomi nuotoliniam objektų valdymui.
Tyrėjų teigimu, skysčio sukimo momentas atveria naujas galimybes dirbti su labai mažais objektais, kuriuos dažnai sunku valdyti tradiciniais mechaniniais metodais. Reguliuojant robotų skaičių spiečiuje, jų sukimosi greitį ar išsidėstymą, galima tiksliai kontroliuoti objekto judėjimo kryptį ir greitį. Taip tampa įmanoma atlikti sudėtingas operacijas net mikroskopiniu mastu.
Dar viena svarbi šios technologijos savybė – spiečių gebėjimas prisitaikyti. Priklausomai nuo užduoties, robotai gali keisti judėjimo būdą: vienais atvejais suktis vietoje, kitais – judėti paviršiumi tarsi šliauždami. Taip jie gali persitvarkyti ir prisitaikyti prie skirtingų aplinkos sąlygų.
Mokslininkai mano, kad ši technologija turi daug praktinių pritaikymų. Viena iš perspektyvių sričių – mikrogamyba: robotų spiečiai galėtų padėti surinkti itin mažus elektronikos komponentus, kurių montavimas rankomis ar tradicinėmis mašinomis yra sudėtingas.
Dar didesnis potencialas matomas medicinoje. Ateityje mikrorobotai galėtų veikti žmogaus organizmo viduje ir atlikti įvairias procedūras, pavyzdžiui, pernešti biologinius mėginius. Tai padėtų diagnostiką atlikti mažiau invaziniais metodais.
Taip pat svarstoma galimybė vykdyti medicinines intervencijas be didelių chirurginių pjūvių. Tokie robotai galėtų dirbti itin tiksliai ir minimaliai pažeisti audinius. Kita potenciali taikymo sritis – kraujagyslių valymas nuo užsikimšimų, nes mikrorobotai galėtų pasiekti labai siauras vietas, kurių nepasiekia įprasti medicinos instrumentai.
Technologija galėtų būti pritaikyta ir implantams įrengti be sudėtingų operacijų, taip mažinant komplikacijų riziką ir spartinant paciento gijimą. Dar viena perspektyvi kryptis – itin tikslus vaistų pristatymas, kai veikliosios medžiagos nukreipiamos tik į konkretų organą ar audinį.
Toks tikslinis pristatymas leistų sumažinti šalutinį poveikį, nes vaistai veiktų būtent ten, kur reikia. Mokslininkai pabrėžia, kad svarbiausias šios technologijos privalumas yra galimybė dirbti be tiesioginio kontakto su objektais ar audiniais: skysčio sukeliamos jėgos leidžia veikti švelniai ir labai tiksliai.
Dėl šių priežasčių magnetinių mikrorobotų spiečiai laikomi viena perspektyviausių technologijų tiek ateities medicinoje, tiek aukštųjų technologijų pramonėje.
