Магнитные мышцы позволяют создавать оригами-роботов для медицинских целей

Новая технология 3D-печати позволяет создавать «магнитные мышцы» толщиной с бумагу, которые можно наносить на конструкции оригами, чтобы заставить их двигаться. Добавив в резиноподобные эластомеры материалы, называемые ферромагнитными частицами, исследователи из Университета штата Северная Каролина напечатали на 3D-принтере тонкую магнитную плёнку, которую можно наносить на оригами- конструкции. Под воздействием магнитного поля плёнки действовали как актуаторы, приводя систему в движение, не мешая движению оригами-конструкции. «Этот тип мягкого магнита уникален тем, что занимает мало места», — говорит Сяоменг Фан, доцент Колледжа текстиля Уилсона и ведущий автор статьи об этой технологии, опубликованной в журнале Advanced Functional Materials. «Традиционно магнитные приводы используют небольшие жёсткие магниты, которые можно повесить на холодильник. Эти магниты помещаются на поверхность мягкого робота , и он начинает двигаться», — сказала она. «Благодаря этой технологии мы можем напечатать тонкую плёнку, которую можно нанести непосредственно на важные части оригами-робота, не сильно уменьшая его площадь поверхности». Учёные разработали своего первого робота для доставки лекарств к язвам в организме человека, используя конструкцию оригами под названием «Миура-Ори». Эта технология позволяет сложить большую плоскую поверхность в гораздо меньшую площадь. Магнитные «мышцы» прикреплены к граням оригами и под воздействием магнитного поля помогают оригами раскрыться и добраться до язвы. Фан отметил, что конструкция Miura-Ori отлично подходит для введения лекарств, поскольку ее можно проглотить как небольшой предмет, а затем открыть, чтобы доставить лекарство всей площадью ее поверхности. Исследователи протестировали робота, используя имитацию желудка, сделанную из пластиковой сферы, наполненной тёплой водой. Проводя робота по желудку с помощью внешнего магнитного поля, исследователи успешно подвели его к месту язвы, развернули в развёрнутом состоянии и зафиксировали на месте с помощью прикреплённых снаружи мягких магнитных плёнок. Такая конструкция обеспечивала контролируемое и равномерное высвобождение препарата в течение длительного времени, что обеспечивало безопасную и неинвазивную процедуру, позволяющую пациентам заниматься повседневными делами в обычном режиме. По словам Фана, предыдущие попытки использовать ферромагнитные частицы не приводили к созданию достаточной силы для перемещения роботов, поскольку не удавалось упаковать достаточное количество частиц в резиновый раствор. Добавление большого количества частиц приводит к тому, что жидкая резина становится чёрной, поглощая ультрафиолетовое излучение, используемое для затвердевания раствора, и препятствуя его нормальному отверждению. Тепловая энергия также может способствовать затвердеванию резины, поэтому исследователи добавили под собирающую пластину нагревательную пластину для усиления УФ-излучения. «Добавление нагревательной пластины позволило нам использовать гораздо более высокую концентрацию ферромагнитных частиц, чем обычно, и это стало настоящим прорывом», — сказал Фанг. «Чем больше частиц вы можете использовать, тем большую магнитную силу вы можете генерировать». Используя другую схему оригами Миуры-Ори, исследователи также создали второго робота, способного ползать вперёд. При помещении робота в магнитное поле мышцы, расположенные в определённых зонах, заставляют его сокращаться: передняя часть поднимается, а задняя сжимается. При выключении поля движение возвращения в исходное положение толкает робота вперёд — на один «шаг». Этот ползающий оригами-робот способен преодолевать препятствия высотой до 7 миллиметров со скоростью, регулируемой с помощью силы и частоты магнитного поля, а также адаптироваться к различным рельефам, включая песок. По словам Фана, эти два робота вместе демонстрируют значительный потенциал мягких магнитных приводов и структур оригами в робототехнике. «Существует множество разнообразных типов оригами-структур, с которыми могут работать эти мышцы, и они могут помочь решить проблемы в самых разных областях — от биомедицины до исследования космоса», — сказал Фанг. «Будет интересно продолжить изучение новых возможностей этой технологии»....

Сообщает android-robot.com

Новость из рубрики: Технологии, Наука

Поделиться новостью: Поделиться новостью в Facebook Поделиться новостью в Twittere Поделиться новостью в VK Поделиться новостью в Pinterest Поделиться новостью в Reddit

Топ новости часа

07:28, 03 Сен Весенняя хандра на ноль! Три продукта, которые позволяют оставаться бодрым Как избавиться от ощущения «выжатого лимона» и пережить затяжной карантин.Как бы это не было странно, но люди на карантине устают сильнее, чем обычно. Ведь они находятся в окружении всей семьи и пытаются работать, а детки под ногами так ...

00:28, 28 Авг Российские учёные создали полимерное покрытие для медицинских имплантов Научный сотрудник «Сколтеха» Ольга Синдеева во время пресс-конференции в Москве сообщила, что российские учёные разработали уникальный полимерный материал, предназначенный для покрытия медицинских имплантов. Разработка позволяет уменьшить риск ослож...

20:20, 20 Авг НДУ ВШЭ створыць сістэму ацэнкі традыцыйных каштоўнасцяў у студэнтаў Навукова-даследчы інстытут у канцы ліпеня выйграў тэндэр ў 10 млн рублёў на распрацоўку сістэмы ацэнкі прыняцця традыцыйных каштоўнасцяў студэнтамі. Ад распрацоўкі чакаюць, што яна дапаможа ўмацаваць духоўна-маральны падмурак грамадства і дапамагчы ...

20:28, 13 Авг Эффективное Достижение Целей по Методике SMART В современном мире четкая постановка целей становится ключевым фактором успеха в любой сфере деятельности. smart цели представляют собой проверенную временем методику, которая повышает вероятность достижения желаемых результатов на 70%. Исследования...

20:19, 20 Авг Аляксандр Мілонаў загінуў падчас службы ў зоне спецаперацыі службы в зоне спецоперации У сям'і дэпутата Дзярждумы Віталя Мілонава адбылася трагедыя — яго родны брат Аляксандр загінуў падчас службы ў зоне адмысловай ваеннай аперацыі. Ён адправіўся добраахвотнікам у Луганскую Народную Рэспубліку, адкуль жывым ужо не вярнуўся. Падрабязна...

16:28, 25 Авг Время ожидания на приеме в частных медицинских клиниках России: факторы и влияние. Вопрос времени ожидания на приеме у врача в частных медицинских клиниках России является достаточно актуальным и интересующим многих пациентов. Определить обычное время ожидания на приеме у врача в таких учреждениях может быть сложной задачей, так к...

22:28, 23 Авг Учёные рассказали, что мышцы дегенерируют без нагрузок после 30 лет Отсутствие тренировок делает проблему активности актуальной не только для людей старшего возраста. Учёные из Университета Оттавы (Канада) выяснили, что мышцы дегенерируют без нагрузок после 30 лет. Причиной стала физиология и биологические процессы,...

01:28, 11 Окт Иммунитет не качают, как мышцы: что на самом деле его поддерживает Иммунитет — не мышца, которую можно "прокачать" витамином С, куркумой или очередным БАДом. Это сложная, тонко настроенная система, где важны баланс, регуляция и контекст. Попытки "усилить" её любой ценой нередко дают обратный эффект: повышают риск а...

03:28, 08 Окт Врач рассказал, как растут мышцы и как правильно для этого питаться Наращивание мышц зависит не только от питания, но и от множества других факторов. Среди них физическая активность, восстановление, работа гормонов. Гурин Ярослав Валерьевич, кандидат медицинских наук, доцент Пироговского Университета, объяснил, что ...

16:28, 19 Сен Любимчик Луны: Телец достигнет желаемых целей в начале мая Ему повезёт и в любви, и в карьере, и в деньгах. Фортуна будет сопутствовать Тельцов во всех их начинаниях. Зодиака ждут ясные майские дни и приятные подарки судьбы. Подробнее о сюрпризах рассказала российский астролог Эмилия Романовна. «Тельц...

00:28, 25 Авг Магнитные бури: Почему страдает здоровье человека Изменения на Земле вызывают головные боли, сонливость, потерю аппетита. В результате вспышек на Солнце в космос выбрасывается большое количество энергии. Оно быстро достигает планеты и меняет ее магнитное поле. Многие люди горят, что в такие моменты...

11:28, 13 Сен Учёные спрогнозировали магнитные бури в ближайшие выходные Виною очередные изменения на Солнце. В этот раз — необычно крупная корональная дыра (область с пониженной плотностью и температурой плазмы). Она добавит геомагнитной активности, которая в сентябре и так супервысокая. Новые магнитные бури станут уже ...

12:28, 09 Сен ИИ может создавать игровых персонажей с реалистичными характерами Когда Джейк Клинкерт был ребёнком, его отец посоветовал ему, раз уж он любит видеоигры, создавать их. Клинкерт принял эти слова близко к сердцу и получил степень магистра интерактивных технологий в области разработки цифровых игр в Университете Южно...

11:28, 03 Окт 20 января гипертоникам приготовиться: Усиленные магнитные бури могут вызвать инсульт Смерть во сне и головные боли, как последствия скачка давления. Магнитные бури влияют на каждого человека, однако самое негативное воздействие оказывается на гипертоников. При изменении магнитного поля Земли замедляется кровоток, что повышает холест...

00:28, 01 Сен Землю накроет солнечная плазма со скоростью 900 км/с: сильные магнитные бури ожидаются 1-2 сентября По результатам моделирования движения выброса плазмы, произошедшего на Солнце накануне, Земля столкнется с потоком солнечного вещества уже завтра, 1 сентября, между 23 и 24 часами по московскому времени. Об этом рассказали в Лаборатории солнечной ас...

11:28, 16 Сен Египтяне опоздали: мумию научились создавать за 12 тысяч лет до них — сенсация, перевернувшая историю Обычай сохранять тела умерших с помощью огня и дыма уходит корнями значительно глубже, чем предполагалось ранее. Международная команда археологов под руководством Сяочунь Хун из Австралийского национального университета доказала, что практика предна...

20:28, 17 Авг Эдгард Запашный: Новый московский цирк позволит создавать уникальные цирковые шоу Он отметил, что цирковое искусство не стоит на месте и требует современных решений, чтобы оставаться конкурентоспособным на мировой арене. Запашный поблагодарил мэра Москвы Сергея Собянина и городские власти за их поддержку и внимание ко мнению проф...

03:28, 15 Авг Успехи в медиаосвещении и реализации проекта «Производительность труда» — важный шаг на пути к достижению целей национального проекта Успех Брянской области в медиаосвещении федерального проекта «Производительность труда» (входящего в нацпроект «Эффективная и конкурентная экономика») – это результат системной работы регионального правительства и активного взаимодействия ...

02:28, 29 Авг Ротенберг поздравил Дюмина с 53-летием: «Настоящий патриот, всегда честно и преданно служил России. Он помогает сборной создавать условия для побед, это бесценно» Сегодня секретарю Государственного совета РФ, помощнику президента России и члену Совета Безопасности исполнилось 53 года. «От всей души поздравляю Алексея Геннадьевича Дюмина с днем рождения! Алексей Геннадьевич – настоящий патриот и профессионал, ...

14:28, 13 Окт Тренер биатлонистов Каминский: «Мы сидим на задних лапках и ждем, когда нас допустят. Но у нас есть все условия, чтобы создавать мероприятия не хуже Кубка мира» С 2022 года российские биатлонисты отстранены от международных соревнований. Зимние Игры пройдут в феврале 2026-го в Италии. – Через полгода стартует Олимпиада. Какие у вас мысли на этот счет? – Нам надо развиваться внутри страны и организовывать св...