Новый робот использует чувствительные материалы для плавания в воде
Москва, 10:22, 16 Май 2018, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.
Инженеры Калифорнийского технологического института и Федеральной высшей технической школы Цюрих (ETH Zurich) разработали самоходных роботов, движущихся в воде без моторов, приводов или подачи энергии.
Вместо этого первые в своем роде устройства плывут за счет материалов, деформирующихся от перепадов температур, сообщает techxplore.com.
Проект представлен в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Исследование стирает границы между материалами и роботами.
«Наш пример показал, что можно использовать структуры, деформирующиеся в ответ на внешние импульсы, для управления движением таких аппаратов», — сказал профессор Кьяра Дарайо, ответственных автор работы из Калтеха.
Новая система зависит от полос гибкого полимера, скручивающихся на холоде и распрямляющихся в тепле. Элементы активируют выключатель в теле робота, прикрепленный к веслу, отвечающему за движение. Когда холодный робот помещается в теплую воду, полимер распрямляется, и неожиданный выброс энергии толкает его вперед. Полосы также можно настроить на определенные реакции в разные моменты времени. Так, более толстая деталь будет дольше нагреваться и распрямляться, чем тонкая. Это позволяет создавать роботов, способных поворачиваться и двигаться с разной скоростью.
Исследование основано на предыдущей работе Дарайо и профессора Денниса Кохманна (Калтех). Они использовали цепочки бистабильных элементов для передачи сигналов и создания компьютероподобных логических ворот. Последняя версия дизайна позволила связать полимерные элементы и выключатели так, чтобы сформировать самоходного робота с 4 плавниками. Он плыл вперед, сбрасывал небольшой груз, а затем отгребал назад.
«Объединив простые движения, мы смогли запрограммировать материал на сложное поведение, — сказал один из первых авторов, Усама Р. Билал, Калтех. – В будущем можно добавить больше функций и реакций. Например, полимер будет действовать в ответ на соленость или рН воды».
Будущие версии роботов могут бороться с разливами химикатов или доставлять лекарства, считают авторы.
В данный момент бистабильные элементы нужно вручную переустанавливаться для повторной работы. На следующих этапах авторы хотят найти способ автоматизировать этот процесс.
