Мягкий робот размером 2 см прыгает и плавает под инфракрасным светом

• 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.

Помимо прыжков по пересечённой местности, устройство демонстрирует способность плавать. Благодаря своей гидрофобной оболочке и способности изменять объём, робот может перемещаться по поверхности воды, используя те же термические преобразования для генерации импульса.

В серии лабораторных испытаний робот совершал более 200 последовательных прыжков, преодолевая препятствия высотой до 5 мм и покрывая расстояния до 30 см за один цикл. При этом потребление энергии оставалось низким: достаточно было поддерживать интенсивность инфракрасного излучения в диапазоне 0,5–1 Вт/см².

Авторы подчёркивают, что такой подход открывает новые возможности для создания автономных мягких систем, способных работать в условиях, где традиционные моторы и батареи невозможны или нежелательны.

Потенциальные области применения включают поисково‑спасательные операции в труднодоступных зонах, мониторинг экологических параметров в водных средах и исследование микроскопических ландшафтов.

В дальнейшем команда планирует масштабировать технологию, исследовать альтернативные источники тепла и улучшить управляемость робота с помощью модульных световых паттернов.

Источник: N+1