Ящеры — очаровательные существа. Это животное похоже на ходячую сосновую шишку, так как является единственным млекопитающим, полностью покрытым твердой чешуей. Чешуйки сделаны из кератина, точно так же, как наши волосы и ногти. Чешуйки накладываются друг на друга и непосредственно соединяются с нижележащим мягким слоем кожи. Такое особое расположение позволяет животным сворачиваться в клубок в случае опасности.

В то время как ящеры обладают многими другими уникальными особенностями, исследователи из отдела физического интеллекта Института интеллектуальных систем Макса Планка в Штутгарте были особенно очарованы тем, как ящеры могут в мгновение ока сворачивать свои покрытые чешуей тела. Они взяли животное в качестве модели и разработали гибкого робота, изготовленного из мягких и твердых компонентов, который, как и животное, в мгновение ока превращается в сферу — с дополнительной функцией, заключающейся в том, что робот может выделять тепло, когда это необходимо.

В исследовательской статье, опубликованной в Nature Communications, ученые представляют конструкцию робота длиной не более двух сантиметров, состоящего из двух слоев: мягкого слоя, изготовленного из полимера, усеянного мелкими магнитными частицами, и твердого компонента, состоящего из металлических элементов, расположенных слоями внахлест. Таким образом, хотя робот изготовлен из прочных металлических компонентов, он по-прежнему остается мягким и гибким для использования внутри человеческого тела.

Когда робот подвергается воздействию низкочастотного магнитного поля, исследователи могут сворачивать робота и перемещать его взад и вперед по своему усмотрению. Металлические элементы торчат, как чешуя животного, не повреждая окружающие ткани. Как только он свернут, робот может транспортировать частицы, такие как лекарства. Идея заключается в том, что такая маленькая машина однажды будет путешествовать, например, по нашей пищеварительной системе.

Когда робот подвергается воздействию высокочастотного магнитного поля, он нагревается более чем до 70°C благодаря встроенному металлу. Тепловая энергия используется в нескольких медицинских процедурах, таких как лечение тромбоза, остановка кровотечения и удаление опухолевой ткани. Непривязанные роботы, которые могут свободно передвигаться, даже несмотря на то, что они сделаны из твердых элементов, таких как металл, и также могут выделять тепло, встречаются редко. Таким образом, робот-панголин считается перспективным для современной медицины.

Непривязанный магнитный робот, вдохновленный панголином. Концептуальная иллюстрация робота, вдохновленного панголином, работающего в тонком кишечнике. Робот приводится в действие низкочастотным магнитным полем и дистанционно нагревается высокочастотным магнитным полем. Тело ящера состоит из отдельных перекрывающихся твердых кератиновых чешуек. Робот, вдохновленный этим перекрывающимся дизайном, показан справа. Изображения ящеров использованы по стандартной лицензии Shutterstock.

Однажды он сможет достичь даже самых узких и чувствительных участков тела минимально инвазивным и щадящим способом и выделять тепло по мере необходимости. Это видение будущего. Уже сегодня в видеоролике исследователи показывают, как они могут гибко управлять роботом через ткани животных и искусственные органы.