Մենք բոլորս ծանոթ ենք շարժական զենքերով հագեցած ռոբոտներին։Նրանք նստում են գործարանի հատակին, մեխանիկական աշխատանք են կատարում, կարող են ծրագրավորվել։Մեկ ռոբոտը կարող է օգտագործվել մի քանի առաջադրանքների համար:
Փոքր համակարգերը, որոնք աննշան քանակությամբ հեղուկ են տեղափոխում բարակ մազանոթների միջոցով, մինչ օրս նման ռոբոտների համար քիչ արժեք են ունեցել:Հետազոտողների կողմից մշակված՝ որպես լաբորատոր վերլուծության հավելում, նման համակարգերը հայտնի են որպես միկրոհեղուկներ կամ lab-on-a-chips և սովորաբար օգտագործում են արտաքին պոմպեր՝ հեղուկները չիպի միջով տեղափոխելու համար:Մինչ այժմ նման համակարգերը դժվար էր ավտոմատացնել, և չիպերը պետք է նախագծվեն և արտադրվեն յուրաքանչյուր կոնկրետ հավելվածի համար պատվիրելու համար:
ETH պրոֆեսոր Դանիել Ահմեդի գլխավորած գիտնականներն այժմ միաձուլում են սովորական ռոբոտաշինությունն ու միկրոհեղուկը:Նրանք մշակել են սարք, որն օգտագործում է ուլտրաձայնային հետազոտություն և կարող է ամրացվել ռոբոտացված ձեռքին։Այն հարմար է միկրոռոբոտիկայի և միկրոհեղուկների կիրառման խնդիրների լայն շրջանակի համար և կարող է օգտագործվել նաև նման ծրագրերի ավտոմատացման համար:Գիտնականները հայտնում են Nature Communications-ի առաջընթացի մասին:
Սարքը բաղկացած է բարակ, սրածայր ապակե ասեղից և պիեզոէլեկտրական փոխարկիչից, որն առաջացնում է ասեղի թրթռում:Նմանատիպ փոխարկիչներ օգտագործվում են բարձրախոսների, ուլտրաձայնային պատկերման և պրոֆեսիոնալ ատամնաբուժական սարքավորումների մեջ:ETH հետազոտողները կարող են փոխել ապակե ասեղների թրթռման հաճախականությունը:Ասեղը հեղուկի մեջ թաթախելով՝ նրանք ստեղծեցին բազմաթիվ պտույտների եռաչափ նախշ:Քանի որ այս ռեժիմը կախված է տատանումների հաճախականությունից, այն կարելի է համապատասխանաբար կառավարել:
Հետազոտողները կարող են օգտագործել այն տարբեր կիրառություններ ցուցադրելու համար:Նախ, նրանք կարողացան խառնել բարձր մածուցիկ հեղուկների փոքրիկ կաթիլները:«Որքան ավելի մածուցիկ է հեղուկը, այնքան ավելի դժվար է խառնվելը», - բացատրում է պրոֆեսոր Ահմեդը:«Սակայն, մեր մեթոդը գերազանցում է դրան, քանի որ այն ոչ միայն թույլ է տալիս մեզ ստեղծել մեկ հորձանուտ, այլև արդյունավետորեն խառնում է հեղուկները՝ օգտագործելով բարդ 3D նախշեր, որոնք կազմված են բազմաթիվ ուժեղ հորձանուտներից»:
Երկրորդը, գիտնականները կարողացան հեղուկը մղել միկրոալիքային համակարգի միջոցով՝ ստեղծելով հատուկ հորձանուտային նախշեր և տեղադրելով տատանվող ապակե ասեղներ ալիքների պատերին մոտ:
Երրորդ, նրանք կարողացան բռնել հեղուկում առկա նուրբ մասնիկները՝ օգտագործելով ռոբոտային ակուստիկ սարք:Սա աշխատում է, քանի որ մասնիկի չափը որոշում է, թե ինչպես է այն արձագանքում ձայնային ալիքներին:Համեմատաբար մեծ մասնիկները շարժվում են դեպի տատանվող ապակու ասեղը, որտեղ դրանք կուտակվում են։Հետազոտողները ցույց են տվել, թե ինչպես է այս մեթոդով կարող որսալ ոչ միայն անշունչ բնության մասնիկները, այլեւ ձկան սաղմերը։Նրանք կարծում են, որ այն պետք է նաև հեղուկների մեջ թակարդի կենսաբանական բջիջները:«Նախկինում միկրոսկոպիկ մասնիկներով եռաչափ մանիպուլյացիաները միշտ մարտահրավեր են եղել:Մեր փոքրիկ ռոբոտ ձեռքը հեշտացնում է դա»,- ասել է Ահմեդը:
«Մինչ այժմ ավանդական ռոբոտաշինության և միկրոհեղուկների լայնածավալ կիրառությունների առաջխաղացումները կատարվել են առանձին», - ասաց Ահմեդը:«Մեր աշխատանքն օգնում է միավորել այս երկու մոտեցումները»:Մեկ սարքը, ճիշտ ծրագրավորված, կարող է կատարել բազմաթիվ խնդիրներ:«Հեղուկները խառնելով և մղելով և մասնիկներ բռնելով՝ մենք կարող ենք ամեն ինչ անել մեկ սարքի միջոցով», - ասաց Ահմեդը:Սա նշանակում է, որ վաղվա միկրոհեղուկ չիպերն այլևս կարիք չեն ունենա հատուկ ձևավորվելու յուրաքանչյուր կոնկրետ հավելվածի համար:Հետազոտողներն այնուհետև հույս ունեն միավորել մի քանի ապակե ասեղներ՝ հեղուկի մեջ ավելի բարդ հորձանուտի նախշեր ստեղծելու համար:
Բացի լաբորատոր անալիզից, Ահմեդը կարող է պատկերացնել միկրոմանիպուլյատորի այլ կիրառություններ, օրինակ՝ փոքր առարկաների տեսակավորում:Հավանաբար ձեռքը կարող է օգտագործվել նաև կենսատեխնոլոգիայի մեջ՝ որպես առանձին բջիջներ ԴՆԹ ներմուծելու միջոց:Դրանք ի վերջո կարող են օգտագործվել հավելումների արտադրության և 3D տպագրության համար:
Նյութերը տրամադրել է ETH Zurich-ը:Բնօրինակ գիրքը գրել է Ֆաբիո Բերգամինը։ՆՇՈՒՄ։Բովանդակությունը կարող է խմբագրվել ըստ ոճի և երկարության:
Ստացեք գիտության վերջին նորությունները ձեր RSS ընթերցողով, որն ընդգրկում է հարյուրավոր թեմաներ ամենժամյա ScienceDaily նորությունների հոսքով.
Ասեք մեզ, թե ինչ եք մտածում ScienceDaily-ի մասին. մենք ողջունում ենք ինչպես դրական, այնպես էլ բացասական մեկնաբանությունները:Հարցեր ունե՞ք կայքի օգտագործման վերաբերյալ:հարց?