This post is also available in:
English (אנגלית)
חוקרים מאוניברסיטת צפון קרוליינה פיתחו סוג חדש של מנוע מגנטי (actuator) שהוא דק יותר, גמיש יותר ויעיל יותר מקודמיו — דבר שמאפשר לרובוטים, בהשראת אוריגמי, לבצע משימות מורכבות במרחבים מוגבלים, כולל בתוך גוף האדם.
באמצעות שיטת הדפסה תלת־ממדית, הצוות שילב חלקיקי פרומגנטיים (ferromagnetic) בתוך אלסטומרים (elastomers) גמישים, ליצירת סרטים מגנטיים רכים ודקיקים במיוחד. סרטים אלו משמשים כמפעילים — רכיבים שגורמים לתנועה — כאשר הם נחשפים לשדות מגנטיים חיצוניים. בניגוד למגנטים קשיחים שבדרך כלל משולבים ברובוטיקה רכה, המפעילים החדשים יכולים להיות מיושמים ישירות על מבני אוריגמי מבלי לפגוע ביכולתם להתקפל ולהיפתח.
אחד מהאב־טיפוסים שפותחו מתמקד בהעברת תרופות ממוקדת בתוך מערכת העיכול. הרובוט משתמש בדפוס קיפול בשם "מיורה־אורי" (Miura-Ori), שמאפשר לשטח פנים גדול להתקפל לצורה קומפקטית שמאפשרת בליעה קלה. לאחר שהרובוט נכנס לגוף, המפעילים המגנטיים פורסים אותו בנקודת היעד — למשל, כיב קיבה — שם הוא משחרר תרופה בהדרגה ובאופן לא פולשני.
לצורך בדיקת הרעיון, החוקרים בנו דגם מלאכותי של קיבה והנחו את הרובוט למיקום היעד באמצעות שדות מגנטיים. המערכת הצליחה להיפתח, להתייצב במקום ולשחרר את תוכנה לאורך זמן מבלי להפריע לסביבתה — מה שממחיש את הפוטנציאל שלה ככלי רפואי מינימליסטי ופולשני פחות.
על פי דיווח של TechXplore, המפתח לפריצת הדרך היה בשיטה להגדלת ריכוז חלקיקי הפרומגנטיים בתוך החומר המודפס. בדרך כלל, ריכוזים גבוהים כאלה מפריעים לתהליך ההתגבשות של החומר. כדי לפתור את הבעיה, הצוות הוסיף פלטה מחוממת מתחת למשטח ההדפסה, שאפשרה ייצוב מהיר גם בריכוזים מגנטיים גבוהים — וכתוצאה מכך, הופקו כוחות הפעלה חזקים משמעותית.
הצוות הציג גם רובוט שני, המסוגל לזחול על פני שטח לא אחיד. באמצעות אותו מבנה מיורה־אורי, המפעילים שמוקמו באסטרטגיה לאורך הגוף אפשרו לרובוט להתרומם, להתכווץ ולנוע קדימה בתגובה לדחפים מגנטיים. המערכת הצליחה לטפס מעל מכשולים ולהתאים את עצמה לתנאים כמו חול — דבר שמרמז על פוטנציאל לשימושים עתידיים ברובוטים ניידים הפועלים בסביבות מאתגרות או מסוכנות.
תוצאות אלו מצביעות על מגוון יישומים רחב, ממערכות רפואיות פנימיות ועד רובוטים מתפרסים בחלל או באזורים מוכי אסון, שבהם נדרשים גודל קומפקטי, גמישות ושליטה מרחוק.
המחקר פורסם בכתב העת Advanced Functional Materials.
