Японские инженеры обратили пристальное внимание на роевую робототехнику — новую дисциплину, которая вдохновлена кооперативным поведением живых организмов, таких как пчёлы. В будущем такие роботы могут стать очень полезными, поскольку они способны выполнять сложные задачи, создавая рой.

И это будущее уже почти наступило, поскольку группе исследователей под руководством доктора Мусуми Актера и Акиры Какуго из Университета Хоккайдо удалось разработать первые в мире работающие микромашины, использующие преимущества роения. 

Рой — это упорядоченное коллективное поведение нескольких особей. Макромасштабные роевые роботы могут потенциально выполнять много полезной работы, — например, перевозить грузы и строить сложные конструкции.

Рой из роботов приобретает ряд характеристик, которых нет у отдельных механизмов: микромашины могут разделять рабочую нагрузку, реагировать на риски и даже создавать сложные структуры в ответ на изменения в окружающей среде. 

Чтобы проверить эффективность роящихся роботов, команда Актера и Какуго построила около пяти миллионов одномолекулярных машин. Эти машины состояли из двух биологических компонентов: микротрубочек, связанных с ДНК, что позволяло им роиться, а также кинезина, который приводил в движение микротрубочки. 

ДНК была объединена со светочувствительным соединением под названием азобензол, которое функционировало как датчик, позволяющий контролировать роение. 

Далее роботам предложили работу. Груз, использованный в экспериментах, состоял из шариков полистирола, которые предстояло переносить маленьким машинам. Ученые управляли роем при помощи света: груз загружался при воздействии видимого света и разгружался при воздействии УФ-излучения.

Маленькие роботы собирались в рой, чтобы переносить шарики полистирола.

© Университет Хоккайдо

Рой машин смог перевозить грузы диаметром до 30 микрометров. Кроме того, сравнение отдельных роботов и роя показало, что стая действует в пять раз эффективнее по сравнению с отдельными машинами.

Благодаря своему эксперименту команда доказала, что молекулярные машины могут роиться и сотрудничать для перевозки грузов, причем делают это с высочайшей эффективностью. В ближайшем будущем исследователи надеются увидеть рои микророботов, которые будут доставлять лекарства и собирать загрязняющие вещества, если технология получит зеленый свет в правительстве.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы и первыми узнавайте о главных новостях и важнейших событиях дня.