Розроблено унікальні мікроскопічні роботи, якими можна керувати за допомогою світла

29 Views Comment Off

Мініатюрні розміри цих пристроїв визначають цілий ряд труднощів, пов’язаних з технологіями керування їх діями. Більшість таких мікророботів керується за допомогою зовнішніх магнітних полів, а дослідники з Інституту інтелектуальних систем Макса Планка, очолювані Клеменсом Бехінгером (Clemens Bechinger), розробили мікророботів, що відтворюють те, як деякі з видів мікроорганізмів завжди рухаються у напрямку до джерела світла.

Фототаксис (Phototaxis) – це один з найпоширеніших видів поведінки в світі тварин і рослин. Одним з яскравих прикладів фототаксису є нічні метелики і комарі, які в’ються навколо палаючого вуличного ліхтаря. Однак фототаксис може надавати і протилежну дію – досить тільки уявити собі тарганів, що розбігаються в різні боки при включенні світла в номері найдешевшого мотелю.

Те, що робить фототаксис є привабливим для робототехніків – це прості принципи поведінки, засновані на інтенсивності світла. Деяких з живих істот тягне до джерел світла, інші ж усіма силами намагаються їх уникати, а треті – шукають області, освітленість в яких знаходиться лише в суворо визначених рамках. Використовуючи всі ці принципи, вчені з Німеччини створили мікророботів, здатних не тільки рухатися в бік джерела світла, а й віддалятися від нього або перемішуватися в певній області простору.

Для того, щоб реалізувати вищезазначені прості принципи поведінки живі мікроорганізми використовують досить складні механізми. Головну роль тут відіграє можливість відчувати і реагувати на світло з певними характеристиками, проте, цю можливість практично неможливо реалізувати на рівні мікроскопічного робота. Мікророботи анітрохи не нагадують не те, що звичайних роботів, але і навіть бактерії. По суті вони представляють собою скляні мікросфери, розміром в декілька тисячних часток міліметра, одна півкуля яких покрито чорним барвником на основі сажі.

Ці мікророботи, поміщені в водний розчин певних органічних речовин, які відділяються від води під впливом високої температури. Коли світло рівномірно освітлює ці “дволикі” частинки, їх чорна сторона нагрівається більше, ніж інша. Розчин біля нагрітого боку розщеплюється і виникають сили поверхневого натягу, які намагаються відновити баланс, які рухають частинку в напрямку її прозорого боку.

Незважаючи на те, що вченим вже вдалося змусити такі частинки рухатися, їм доведеться ще чимало попрацювати, перш ніж такий рух почне набувати строго упорядкований характер. Зараз же при освітленні мікророботів, вони просуваються в потрібному напрямку на одну десяту міліметра, після чого вони починають “розбігатися” як таргани в різні боки. Однак, якщо вченим вдасться створити градієнт світла, що падає на кожного мікроробота, ці мікророботи будуть впорядковано рухатися в напрямку до джерела світла. А якщо створений градієнт змінити на зворотний, то частки почнуть обертатися на одному місці.

Зараз вчені займаються проблемою створення “світлової картини”, що містить концентричні і паралельні області з низькою і високою інтенсивністю. Мікроробои, піддані впливу світла всередині такої “картини” зможуть рухатися в заданому напрямку на великі відстані, ніж зараз.

... ... .
In : Техно

Related Articles

404