Израильские ученые научили микророботов преодолевать препятствия и переносить живые бактерии

Ученые из Тель-Авивского университета разработали микроскопических роботов, способных перемещаться между разными поверхностями в трехмерном пространстве и транспортировать живые клетки.

Исследователи разработали новый подход к управлению микророботами. Из-за очень малых размеров – от 10 до 30 микрон – у таких устройств нет ни собственного двигателя, ни батареи. Обычно они перемещают под действием внешних полей и только в одной плоскости.

Чтобы расширить возможности микророботов, ученые применили систему управления, комбинирующую магнитное и электрическое поля. В качестве роботов они использовали сферические частицы, одна половина которых покрыта токопроводящим материалом, а другая содержит магнитный слой. Магнитное поле отвечает за ориентацию, вращение и подъем частиц по стенке, а электрическое – за перемещение, сцепление с поверхностями и контролируемый захват груза.

Благодаря этому подходу микророботы смогли передвигаться не только по дну камеры, но подниматься по стенкам и преодолевать препятствия. Микророботы поднимаются на новый уровень, а потом возвращаются на исходный по заданной траектории. Такое движение авторы называют "2.5-мерной навигацией", поскольку устройства перемещаются в трехмерном пространстве, но только переходя с одной поверхности на другую. Работа опубликована в журнале Nature Communications.

В ходе экспериментов микророботы успешно захватывали, переносили через барьеры и выпускали в заданных точках микрочастицы пластика и живые бактерии кишечной палочки (E. coli). После транспортировки бактерии сохраняли жизнеспособность, что подтверждает безопасность технологии для биологических объектов. В будущем ученые планируют использовать микророботов для адресной доставки клеток, работы с биочипами и сборки микроструктур.