Наш веб-сайт використовує файли cookie, щоб забезпечити ваш досвід перегляду та відповідну інформацію. Перш ніж продовжувати користуватися нашим веб-сайтом, ви погоджуєтеся та приймаєте нашу політику використання файлів cookie та конфіденційність. cookie та конфіденційність
Вченим вдалось створити робота, який вміє змінювати форму, перемикаючись між рідким і твердим станом, щоб орієнтуватися в складних середовищах без шкоди для міцності.
Деталі
Оскільки вони можуть бути як м’якими, так і твердими, такі пристрої можуть подолати обмеження роботів, які є лише одним або іншим, а тому мають потенціал для більшої користі в таких сферах, як складання електроніки та навіть застосування в медицині.
Дослідники змусили роботів долати смуги перешкод, видаляти або доставляти об’єкти до моделі людського шлунка і навіть розріджуватися, щоб вийти з клітки, перш ніж повернутися до своєї первісної гуманоїдної форми. Інженер Ченфен Пан з Китайського університету Гонконгу зазначає, що надання роботам можливості перемикатися між рідким і твердим станами наділяє їх більшою функціональністю. При цьому при створенні таких роботів вчені надихалися не фільмом "Термінатор 2", а природою, зокрема морськими огірками.
Існує багато сфер, які потребують маленьких роботів, що можуть пересуватися у заплутаних та важкодоступних системах. Але й тверді, й рідкі матеріали мають свої плюси й мінуси в різних умовах використання, то вчені вирішили створити "універсального бійця".
Щоб знайти компроміс, команда дослідників під керівництвом Пана та його колеги Ціньюань Ван з Університету Сунь Ятсена в Китаї звернулася до природи як до джерела натхнення. Такі тварини, як морські огірки, можуть змінювати жорсткість своїх тканин, щоб підвищити вантажопідйомність і обмежити фізичні пошкодження, а восьминоги можуть змінювати жорсткість своїх рук для маскування, маніпулювання предметами та пересування.
Щоб сконструювати робота, який може робити щось подібне, дослідникам потрібен був нетоксичний матеріал, який міг би легко переходити між м’яким і твердим станами при температурі навколишнього середовища. Вони звернулися до галію – м’якого металу, який має температуру плавлення 29,76 градусів за Цельсієм при стандартному тиску. Ви можете розплавити галій, просто тримаючи його в руці, адже температура нашого тіла вища за температуру плавлення цього металу.
Дослідники вбудували галієву матрицю з магнітними частинками, створивши те, що вони називають "магнітоактивною машиною фазового переходу твердість-рідина". Інженер-механік з Університету Карнегі-Меллона Кармел Маджіді зазначає:
Магнітні частинки тут виконують дві ролі. Одна полягає в тому, що вони роблять матеріал чутливим до змінного магнітного поля, тому ви можете за допомогою індукції нагріти матеріал і викликати зміну фази. Але магнітні частинки також надають роботам мобільність і здатність рухатися у відповідь на зміну магнітного поля.
Перевіривши, чи є перехід від твердого стану до рідкого оборотним, дослідники провели своїх маленьких роботів через низку тестів. Роботи могли стрибати через невеликі рови, перелазити через перешкоди й навіть розділятися, щоб виконувати кооперативні завдання, переміщуючи об’єкти перед рекомбінацією та повторним затвердінням.
У них навіть була маленька гуманоїдна версія – у формі фігурки Лего, яка могла розтанути, щоб вирватися з маленької тюремної камери, просочуючись крізь ґрати та твердіючи на іншій стороні (сподіваємось, що цей маленький робот ніколи не виросте у рідкого термінатора).
Потім команда дослідила практичне застосування. Вони створили модель людського шлунка та змусили робота поглинути та видалити невеликий об’єкт, що міститься в ньому. Так винахід можна використовувати, що витягти, наприклад, проковтнуті батарейки. Також такий робот зможе робити зворотню функцію: наприклад, доставляти ліки організмом.
Для реальних застосувань машина фазового переходу потребує певних налаштувань. Наприклад, оскільки температура людського тіла вища за температуру плавлення чистого галію, робот, розроблений для біомедичних цілей, може мати матрицю зі сплаву на основі галію, яка підвищить температуру плавлення, зберігаючи функціональність. Це ще потребує ретельних досліджень. Кармел Маджіді наголошує:
Майбутня робота має продовжити дослідження того, як ці роботи можуть бути використані в біомедичному контексті. Те, що ми показуємо, — це лише одноразові демонстрації, докази концепції, але знадобиться ще багато досліджень, щоб зрозуміти, як це насправді можна використовувати для доставки ліків або для видалення сторонніх предметів.
Раніше ми повідомляли, що цифрове сканування муміфікованого підлітка розкрило секрети, які залишалися загадкою протягом тисячоліть. Похована приблизно 2300 років тому, мумія "Золотого хлопчика" була знайдена у 1916 році в південному Єгипті й з того часу зберігалася в підвалі Єгипетського музею в Каїрі.
