Маленькие чудеса: микророботы в медицине и инженерии

Поделиться

Миниатюризация и интернет вещей, оказывается, отличное сочетание. Последние достижения в области ботов и дронов основываются не на цифровых технологиях, а на весе: чем меньше размер сенсоров, вес камер и другого интеллектуального оснащения, тем лучше.

Среди последних разработок в области мелкой робототехники есть HAMR: микроробот размером с таракана, который умеет ходить, прыгать и плавать. Он передвигается со скоростью до полуметра в секунду. Разработчики из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук видят его практическое применение в исследовании ограниченной среды, например для поиска дефектов в полостях двигателей или труб.

Также ученые из Гарварда занимаются разработкой насекомообразных роботов, которые летают и маневрируют подобно пчелам, но ведут себя подобно приматам. Поток ветра, само собой, может снести такого воздушного бота, однако эти робопчелы достаточно умны, чтобы скорректировать свой курс, не сбившись с пути или не потеряв высоты. Их практическим применением может быть опыление.

Подобно HAMR, SWARM — совместный проект Rolls-Royce Motor Cars Ltd, Ноттингемского и Гарвардского университетов. Это крошечные — диаметром в 1 см — роботы — ремонтники двигателей, которые используют мини-камеры для видеосъемки труднодоступных деталей двигателей. Инженеры проекта надеются, что SWARM в следующей своей версии сможет охватить и такие прикладные области, как визуальный осмотр авиадвигателей без необходимости демонтажа двигателя с воздушного судна.

Миниатюризация ворвалась также и на рынок дронов, на котором постоянно появляется все больше новых моделей. В прошлом году я наткнулся на релиз Dobby от ZeroTech, складного дрона, оснащенного камерой 4K и помещающегося в карман. На сегодняшний день дрона с микрокамерой можно купить меньше чем за 30 долларов, что делает их доступными для всех. Миниатюризация в значительной степени поспособствовала разработке такого вида дронов и, кажется, росту этого рынка в целом. Technavio прогнозирует совокупный среднегодовой темп роста c 2018 по 2022 гг. в 36%.

Большие возможности для интернета вещей в сфере здравоохранения

2018 год отличился большим прогрессом в использовании микророботов в сфере медицинского обслуживания. Ученые городского университета Гонконга опубликовали в журнале Science Robotics исследование, в котором утверждают, что микророботы могут использоваться для диагностики заболеваний, приема лекарств и даже в хирургии, и все это на клеточном уровне. Исследователи уже успешно провели пробные испытания, например по доставке клеток в нужное место в живой мыши. Потенциальное практическое применение данных технологий — доставка полезных веществ в определенное место в человеческом теле, что может стать новым видом неинвазивной персонализированной медицины.

Ученые годами работают над созданием еще меньших роботов для более точной медицины, и нынешняя миниатюризация в значительной мере помогла им в создании микророботов медицинского назначения, единицей измерения которых является уже даже не миллиметр, а микрон. Эти маленькие боты могут использоваться для диагностики и мониторинга заболеваний в реальном времени, измерять уровень сахара в крови для диабетиков, или доставлять необходимые препараты точно в цель, например к опухоли.

Пропульсия всегда являлась серьезным вызовом в медицине. В ответ на него ученые-новаторы разработали плавающих микророботов, способных передвигаться по жидкостям организма человека. Эти боты имитируют естественные процессы в организме, они продвигаются вперед, используя метахрональные волны, подобно инфузориям в человеческом теле. Ученые пытаются найти применение этим технологиям во всем, начиная с лечения сердечно-сосудистых заболеваний и заканчивая глазной хирургией.

В будущем микророботы могут быть использованы для очистки артерий от бляшек и расщепления камней в почках. Возможностей масса.

Маленькие боты, большой скачок вперед

Ясно одно: пока многие проекты и идеи по разработке микророботов находятся на стадии зарождения, эта индустрия нацелена на большой рост, так как возможностей масса. Согласно Energias Market Research, совокупный среднегодовой темп роста мирового рынка микророботов до 2024 г. составит 65% по мере того, как различные отрасли промышленности будут находить применение данным технологиям. Более того, благодаря миниатюризации выигрывает и отрасль производства источников питания: батареи становятся все меньше, а потенциал интернета вещей продолжает расти.

Steve Harris

I’ve been writing about technology for around 15 years and today focus mainly on all things telecoms - next generation networks, mobile, cloud computing and plenty more. For Futurity Media I am based in the Asia-Pacific region and keep a close eye on all things tech happening in that exciting part of the world.