Miękki robot o wysokości 2 cm skacze i pływa pod światłem podczerwonym
- Двухсантиметровый мягкий робот прыгает под инфракрасным светом
- Конструкция из жидкокристаллического эластомера скручивается при нагреве
- Робот может плавать и преодолевать препятствия без батарей
- Результаты опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences
Исследователи из США представили новый образец в области мягкой робототехники — двухсантиметровый робот, выполненный из жидкокристаллического эластомера. Его компактный размер и гибкая конструкция позволяют выполнять динамические движения без традиционных приводов.
Конструкция и материалы
Тело робота представляет собой свернутый в кольцо стержень, концы которого соединены, образуя V‑образный хвост. Используемый жидкокристаллический эластомер меняет форму под нагревом, сохраняя при этом достаточную упругость для быстрого восстановления исходного состояния.
Главным источником энергии служит инфракрасный свет. При попадании лучей материал нагревается, его молекулы перестраиваются, и стержень начинает скручиваться. Накопившаяся деформация достигает критической величины, после чего хвост резко отталкивается от поверхности, подбрасывая робот в воздух.
Во время полёта кольцо автоматически разворачивается в исходную форму, готовясь к следующему циклу. Таким образом, робот может выполнять серию прыжков без какого‑либо внешнего вмешательства, достаточно лишь поддерживать освещение инфракрасным излучением.
Oprócz skakania po nierównym terenie, urządzenie wykazuje zdolność pływania. Dzięki swojej hydrofobowej powłoce i zdolności do zmiany objętości, robot może poruszać się po powierzchni wody, wykorzystując te same przekształcenia termiczne do generowania impulsu.
W serii testów laboratoryjnych robot wykonał ponad 200 kolejnych skoków, pokonując przeszkody o wysokości do 5 mm i pokrywając odległości do 30 cm w jednym cyklu. Przy tym zużycie energii pozostawało niskie: wystarczyło utrzymać intensywność promieniowania podczerwonego w zakresie 0,5–1 W/cm².
Autorzy podkreślają, że takie podejście otwiera nowe możliwości dla tworzenia autonomicznych miękkich systemów, zdolnych do pracy w warunkach, gdzie tradycyjne silniki i baterie są niemożliwe lub niepożądane.
Potencjalne obszary zastosowania obejmują operacje poszukiwawczo-ratunkowe w trudno dostępnych miejscach, monitorowanie parametrów ekologicznych w środowiskach wodnych oraz badanie mikroskopijnych krajobrazów.
W przyszłości zespół planuje skalować technologię, badać alternatywne źródła ciepła i poprawić sterowność robota za pomocą modułowych wzorów świetlnych.
Źródło: N+1
