SOL$104.98+0.30%

Micro-drone de 1 mm, propulsate doar de ultrasunete, ar putea deschide o cale către dispozitive medicale mai mici și mai ușor de controlat, însă tehnologia este încă la nivel de bază pentru dezvoltări ulterioare, nu pentru utilizare pe scară largă, potrivit Mediafax.

Dispozitivele descrise sunt acționate exclusiv de sunet: când asupra lor este direcționat un sunet la frecvența potrivită, camerele goale din structură intră în rezonanță și generează un jet de aer. Forța rezultată poate dirija o ambarcațiune foarte mică sau poate ridica de la sol un robot zburător minuscul, conform informațiilor preluate de publicația sârbă Blic.

De ce contează: miniaturizarea fără motor schimbă limita „de jos” a roboților

Baza tehnologiei este rezonanța Helmholtz, un fenomen studiat încă din 1856 de fizicianul german Hermann von Helmholtz, care a observat că aerul prins într-o cavitate poate intra în rezonanță și produce un flux slab de aer. Cercetătorii au încercat acum să folosească acest principiu pentru a pune în mișcare „mașini” la scară foarte mică.

Un detaliu cu impact operațional este că, pe măsură ce rezonatoarele sunt micșorate, frecvența necesară pentru activare ajunge în domeniul ultrasunetelor. Asta înseamnă că sunetul devine prea înalt pentru a fi auzit de oameni, dar poate fi direcționat mai precis — un avantaj important când controlul fin este esențial.

Cum au fost construite și controlate în laborator

Pentru realizarea acestor structuri, echipa a folosit o tehnică specializată de imprimare 3D numită „imprimare cu doi fotoni” (o metodă care permite fabricarea de micro-structuri foarte fine). Au construit structuri goale pe baza ecuațiilor originale ale lui Helmholtz, apoi le-au testat în laborator și prin simulări pe computer.

Rezultatele au indicat că structurile generează forță de propulsie conform predicțiilor, iar controlul direcției s-a făcut prin schimbarea tonului unui difuzor aflat în apropiere, pentru a dirija ambarcațiunile la stânga, la dreapta sau înainte.

„Microflyers” de 1 mm și posibile aplicații în biomedicină

Într-o etapă a experimentului, cercetătorii au construit „microflyers”, unele cu lățimea de doar un milimetru, care puteau genera forță ascensională în două moduri:

• printr-o propulsie direcționată în jos, asemănătoare principiului unei rachete, dar folosind aerul pentru tracțiune;
• prin pale minuscule care se rotesc, ca la un elicopter, puse în mișcare de undele sonore.

Miza pentru medicină vine din faptul că motoarele clasice au limite la miniaturizare, fiind dependente de componente precum magneți, bobine și arbori. În schimb, aceste rezonatoare sunt camere goale modelate cu precizie, ceea ce ar putea permite, în timp, dispozitive și mai mici.

Echipa vede aplicații care depășesc roboții și ambarcațiunile miniaturale: principiul ar putea fi folosit pentru a roti și deplasa cu precizie obiecte minuscule în aer fără contact fizic, iar o direcție menționată este biomedicina, inclusiv dispozitive precum stenturile cardiace. Cercetătorii avertizează însă că, în acest moment, soluția rămâne o platformă pentru dezvoltări viitoare, nu o tehnologie gata de implementare practică la scară largă.