Науковці з Південного методистського університету розробили магнітну систему, яка дозволяє керувати мікророботами без постійного відстеження їхнього положення, що спрощує роботу в середовищах із обмеженою видимістю.

Про це пише видання Interesting Engineering.

Зазвичай мікророботи потребують камер або інших систем візуалізації, щоб у реальному часі контролювати їхній рух. Такі методи можуть бути повільними, дорогими або ненадійними, особливо там, де важко щось побачити, наприклад усередині людського тіла або в трубопроводах.

Нова система усуває цю залежність. Вона створює рівномірне магнітне поле, яке однаково впливає на мікророботів у всьому робочому просторі, незалежно від їхнього розташування.

Один із розробників Санвон Лі пояснив, що в реальних умовах системи візуалізації часто складні, повільні, дорогі або ненадійні. За його словами, відмова від постійного відстеження робить систему простішою, надійнішою і придатною для використання там, де важко щось побачити, але водночас дозволяє точно керувати рухом.

Система працює без постійного коригування сили залежно від положення робота. Натомість вона забезпечує однакову магнітну дію по всьому полю, тому немає потреби постійно оновлювати дані про координати.

Установка складається з шести котушок, розміщених попарно вздовж трьох осей — X, Y і Z. Вони створюють магнітне поле у трьох вимірах. Для точності систему калібрували за допомогою тривісного магнітометра.

Щоб уникнути помилок, пов’язаних із неточним розташуванням елементів, дослідники використали математичний метод регуляризації Тихонова, який допомагає правильно розрахувати струм для кожної котушки.

Роботу системи перевірили в симуляціях і під час реальних експериментів. Результати показали 99% збіг між прогнозованою та фактичною поведінкою магнітного поля, що підтвердило її надійність.

Розробка отримала назву тривісної системи котушок Гельмгольца. Перед тестуванням її поведінку моделювали за допомогою програмного забезпечення COMSOL, а потім перевірили на практиці.

Поєднання моделювання та експериментів показало, що система може стабільно керувати мікророботами без постійного зворотного зв’язку від камер.

Можливість керувати мікророботами без візуального контролю відкриває нові перспективи в медицині та промисловості. Зокрема, такі роботи можуть доставляти ліки в потрібні ділянки, виконувати малотравматичні процедури або проводити діагностику у важкодоступних місцях.

Система також може працювати там, де камери неефективні — наприклад у непрозорих рідинах або вузьких замкнених просторах.

Зараз дослідники шукають альтернативні способи визначення положення мікророботів без камер, що може ще більше покращити керування в складних умовах.

Источник: techno.nv.ua