Микроскопические роботы будут плавать внутри человеческих артерий

Появились миниатюрные роботы с микромоторами, достаточно маленькие для того, чтобы их можно было ввести в кровоток человека. Именно эти роботы смогут помочь в ряде сложных хирургических операций при лечении пациентов после инсульта, для доступа к уплотненным артериям, закупориваниям в кровотоке.

Исследователи при университете Монаш (г.Мельбурн, Австралия) занимаются разработкой удаленно управляемых миниатюрных роботов, достаточно маленьких для того, чтобы они могли плавать по кровяным сосудам, до которых раньше невозможно было достать даже катетером, такие, как, например, сосуды в лабиринтной структуре мозга. Такие «микроботы» становятся реальностью благодаря пьезоэлектрическому мотору - всего 250 мкм—четверть миллиметра—в ширину, прототипом которого стал мотор «Протеус». Ученые остановились на пьезоэлектричестве, как наиболее подходящем источнике энергии для микроботов, так как оно дает возможность значительно уменьшить их размеры, при этом они останутся достаточно мощными для того, чтобы плыть против направления кровотока, достигая труднооперируемых мест. Микроботы, оснащенные сенсорными датчиками, помогают улучшить видимость состояния артерии, для того, чтобы расширить функциональные возможности хирурга при удаленной работе. Команда исследователей разработала ряд прототипов мотора и сейчас занимается поиском путей усовершенствования методов сборки, а также механического жгутика, который приводит мотор в движение. Описание разработки мотора «Протеус» было представлено в январском выпуске журнала «Journal of Micromechanics and Microengineering».

«Сфера использования микроботов достаточно широка: биомедицина, электроника, космонавтика, автомобилестроение. Соответственно были разработаны моторы на электромагнитной, электростатической, паровой и осмотической силе тяги» - сообщает руководитель исследовательской команды, профессор кафедры микро/нанофизики при исследовательской лаборатории Университета Монаш, Джеймс Френд. «Модели на пьезоэлектричестве наиболее подходящие, в первую очередь из-за необходимых характеристик масштабирования изделия, да и, в общем, из-за простоты устройства, которая является великолепной платформой для разработки микромоторов».

Пьезоэлектричество – это способность некоторых материалов (а именно кристаллов и некоторых керамических изделий, а также костей) продуцировать электрическую силу при механическом воздействии на них. После этого электрический заряд отделяется через кристаллическую решетку. Такой заряд вызывает электрическое напряжение до 10 000 вольт. Сам термин происходит от греческого слова «piezein», что означает сжимать или сдавливать. Такое явление находит практическое применение в звукообразовании и звукоулавливании, в выработке высокого электрического напряжения, электронной частоты, для изготовления микровесов, и ультра острого фокусирования оптических блоков. В быту пьезоэлектричество находит свое применение, как источник воспламенения в зажигалках и пропановых грилях-барбекю.