Инженеры разработали самого крошечного в мире дистанционно управляемого шагающего робота, который имитирует мини-краба, способного передвигаться боком без каких-либо проводов, гидравлики, электричества или других стандартных механических компонентов.

Роботизированные крабы, ширина которых составляет всего одну пятидесятую дюйма (0,5 миллиметра), также могут сгибаться, извиваться, поворачиваться и даже прыгать. Обычно шагающие роботы имеют механическую конструкцию с множеством движущихся частей, питаемых от источника электричества. Однако эти восьмилапые твари имеют гораздо более упрощённую конструкцию, состоящую всего из нескольких изящных материалов, которыми можно управлять с помощью лазеров.

Этот робот-краб настолько крошечный, что способен проходить сквозь игольное ушко.Изображение: Northwestern University

Роботы, похожие на ракообразных, сделаны из эластичного материала «memory-foam» (модифицированный пенополиуретан низкой упругости), который трансформируется в свою трёхмерную форму, как детская книжка-раскладушка: двухмерный контур сплава в форме краба прикреплён к растянутой резиновой подложке у лапок робота; когда подложка расслабляется и площадь поверхности уменьшается, материал выталкивается вверх, принимая желаемую трёхмерную форму краба.

Изображение: Northwestern University

Когда 3D-сплав нагревается лазером, он пытается вернуться к своей первоначальной плоской 2D-форме. Однако, прежде чем сплав полностью выровняется, он быстро остывает и снова принимает форму трёхмерного краба. Именно это быстрое изменение формы и придаёт роботу движение.

Специальное стеклянное покрытие на сплаве облегчает лазеру нагревать определённые области робота, что обеспечивает широкий диапазон движений. Чтобы заставить краба ходить боком, лазер светит от одной стороны тела к другой, создавая своего рода волну, проходящую через тело, когда оно сплющивается и снова принимает форму; эта своеобразная волна заставляет крошечного краба двигаться в направлении, которое задаёт лазер.

Изображение: Northwestern University

Согласно заявлению, новый робот может двигаться с максимальной скоростью около половины собственной длины тела в секунду. Такая впечатляющая скорость возможна только благодаря быстроте остывания материалов робота после нагрева лазером.

«Поскольку эти структуры такие крошечные, скорость охлаждения очень высока, — сказал в своём заявлении старший научный сотрудник Джон Роджерс (John Rogers), инженер-биомедик и эксперт по нанотехнологиям в Северо-Западном университете в Иллинойсе. — На самом деле, именно маленькие размеры этих роботов позволяют им работать быстрее.»

Наблюдая за движением робота, можно подумать, что его локомоция была вдохновлена формой краба. Однако на самом деле всё было наоборот: студенты Северо-Западного университета просто прибили эту форму, узнав, как материал реагирует на лазеры.

«Это была творческая прихоть, — сказал Роджерс. — Студенты чувствовали вдохновение и удовольствие от [сходства] с боковыми ползущими движениями крошечных крабов.»

Исследователи также создали роботов миллиметрового размера, напоминающих дюймовых червей, сверчков и жуков.

«Благодаря этим методам сборки и концепциям материалов мы можем создавать шагающих роботов практически любого размера или трёхмерной формы», — объяснил Роджерс.

В 2021 году та же исследовательская группа также создала самый маленький в мире летающий микрочип, который был размером с песчинку и имитировал форму семян клёна, сообщили они тогда.

Стоит отметить, что помимо того, что эти маленькие машины выглядят очаровательно, они также могут выполнять ценную работу.

«Вы можете себе представить микророботов в качестве агентов для ремонта или сборки небольших конструкций, — сказал Роджерс, — или в качестве хирургических ассистентов для очистки закупоренных артерий, остановки внутреннего кровотечения или устранения раковых опухолей — и всё это с помощью минимально инвазивных процедур.»

Добавим, что исследование в Интернете было опубликовано 25 мая в журнале Science Robots.

Правописание уведомления вебмастера


Понравилось? Поделитесь с друзьями!

Комментарии

- комментариев

EnglishРусскийУкраїнська
Включить уведомления Да Спасибо, не надо