論文の概要: Programmable magnetic soft robots with controlled locomotion and directional liquid cargo release
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.21737v1
- Date: Fri, 19 Jun 2026 20:48:02 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-26 03:38:23.144785
- Title: Programmable magnetic soft robots with controlled locomotion and directional liquid cargo release
- Title（参考訳）: 移動制御と指向性液体貨物放出を併用したプログラム型磁気ソフトロボット
- Authors: Youyi Zhou, Zoe Evelyn Gureno, Meghna Majumder, Yunus Alapan,
- Abstract要約: 磁気プログラム可能な軟質エラストマーは、外部磁場下での小型ソフトロボットの形状変形と移動ダイナミクスを可能にする。
新たな戦略として, 指向性液体貨物の放出, 形状変化, 移動が組み込まれ, 消化器領域への応用における薬物の輸送の基盤となる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Magnetically programmable soft elastomers enable complex shape morphing and locomotion dynamics in small scale soft robots under external magnetic fields. Benefiting from their programmed deformation and wireless actuation capabilities, magnetic soft robots have emerged as promising platforms for targeted drug delivery, especially in human gastrointestinal tract. However, achieving controlled directional liquid cargo release toward desired tissue interface while preserving the encoded shape morphing and locomotion capabilities remain a significant challenge. Here, we report a new design strategy that employs an optimized magnetization profile to enable controlled directional release of aqueous cargo without compromising shape morphing and locomotion capabilities. Magnetic soft robots with a specific spatially distributed magnetization profile allow directional alignment of the release interface with the orientation of the external magnetic field. This orientation control ensures active alignment of the release interface toward the intestinal wall prior to drug release. An interconnected microporous elastomer is embedded within the robot for aqueous cargo storage, while a thin microcrystalline wax layer seals the release opening hole to isolate the stored liquid cargo from external environment during transport. Triggered release is achieved by mechanically rupturing the wax sealing layer under a higher magnitude external magnetic field. Controlled directional flipping, locomotion, and triggered release are decoupled through external magnetic field's direction and strength. The controlled directional release strategy reported here integrates directional targeted liquid cargo release, shape morphing, and locomotion, which establishes the groundwork for target drug delivery in gastrointestinal tract applications.
- Abstract（参考訳）: 磁気プログラム可能な軟質エラストマーは、外部磁場下での小型ソフトロボットの複雑な形状変形と移動ダイナミクスを可能にする。
プログラムされた変形とワイヤレスのアクティベーション能力から恩恵を受け、磁気ソフトロボットは、特にヒトの消化管において、標的とする薬物の配送のための有望なプラットフォームとして登場した。
しかし, 形状変化や移動能力の維持を図りつつ, 組織界面への制御方向の液体貨物の放出を達成することは, 依然として大きな課題である。
本稿では, 磁化プロファイルを最適化し, 形状変化や移動性を損なうことなく, 水貨物の指向性放出を制御できる新しい設計手法について報告する。
特定の空間分布の磁化プロファイルを持つ磁気ソフトロボットは、放出界面を外部磁場の向きに配向させることができる。
この配向制御により、薬物放出前の腸管壁への放出界面の能動的アライメントが保証される。
相互接続されたマイクロポーラスエラストマーが水性貨物貯蔵用ロボット内に埋め込まれており、薄いマイクロ結晶ワックス層が放出開口部をシールし、輸送中に貯蔵された液体貨物を外部環境から隔離する。
トリガー放出は、ワックス封止層を高等級外磁場下で機械的に破壊することにより達成される。
制御された方向反転、移動、および引き起こされた放出は、外部磁場の方向と強度によって分離される。
本報告では, 指向性液体貨物の放出, 形状形成, 移動を両立させ, 消化管内における薬物輸送の基盤となる。
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