Интерес инженеров к мягким роботам в последние годы стремительно растёт. Их потенциальные возможности в некоторых областях, особенно там, где требуется деликатность и точность в исполнении своей работы, многократно превосходят способности жёстких терминатороподобных собратьев. Многие команды учёных и инженеров включились в своеобразную гонку по разработке мягкотелых созданий.
До настоящего момента попытки сделать робота как можно более мягким и гибким упирались в то, что было невозможно обойтись без некоторых жёстких компонентов — источников питания и электронной системы управления. У многих моделей было внешнее питание, но это паутина проводов в придачу, а значит, ограничения на автономную работу.
На этом фоне команда исследователей из Гарвардского университета, возглавляемая Робертом Вудом (Robert Wood) и Дженифер Льюис (Jennifer Lewis) совершила настоящий прорыв. (Справедливости ради заметим, что и они поначалу полагались на некоторые жёсткие и мешающие работе компоненты.) Результатом их работы на данный момент стал абсолютно автономный робот, выполненный полностью из мягких и гибких материалов.
Своим внешним видом и названием "октобот" (octobot) обязан осьминогам, которыми не устают восхищаться робототехники всего мира.
"Октобот" размером всего около двух сантиметров изготавливается из силикона. Для этого материал заливают в пресс-форму, после чего с помощью 3D-принтера специальными чернилами внутрь заготовки внедряется система каналов и резервуаров для будущей микрожидкостной системы. Чернила при нагревании испаряются, оставляя необходимые полости.
Именно микрожидкостная система по сути является мозгом робота. Она направляет поток жидкого "топлива" по каналам, которые снабжены клапанами, работающими в зависимости от давления в конкретной части системы. Она очень напоминает обычную электрическую цепь, только вместо электронов по телу "октобота" передвигаются жидкость и газ.
Топливом для "октобота" служит 50% раствор перекиси водорода, которая бурно реагирует с платиновым катализатором с выделением большого количества кислорода. Газ перемещается по каналам, создавая необходимое для движения робота давление в различных его частях и направляя поток жидкости дальше.
"Источники топлива для различных мягких роботов всегда предполагали некоторые жёсткие компоненты, — рассказывает доктор Вуд в пресс-релизе Гарварда. – Чудесно, что мы смогли заменить их обычной химической реакцией разложения перекиси водорода на катализаторе".
На данном этапе "октобот" работает — а именно активно шевелит щупальцами — около 8 минут, потребляя при этом один миллилитр "топлива". Пока устройство не предназначено для выполнения какой-либо цели. Сейчас это просто демонстрация принципиально новой концепции в мягкой робототехнике.
Авторы работы утверждают, что простота исполнения "октобота" позволяет рассчитывать на успешное создание более сложных устройств. Они ставят перед собой задачу разработки робота, который будет самостоятельно плавать, ползать и взаимодействовать с окружающей средой.
С подробным описанием технологии можно ознакомиться, прочитав статью, опубликованную в издании Nature.
Добавим, что ранее Льюис создавала технологию 3D-печати литиево-ионных аккумуляторов, а Вуд известен читателям "Вести.Наука" по проектам робота-пчелы исистемы мягкого захвата предметов для подводных аппаратов.
Оценили 4 человека
3 кармы