Посмотрите на нового водного робота: он танцует брейк-данс, доставляя грузы

Сантиметровый робот, вес которого на 90% состоит из воды, перемещается без сложного оборудования, гидравлики или электричества. Вместо этого он активируется светом и движется в направлении внешнего вращающегося магнитного поля. 

Напоминающий четвероногого осьминога, робот функционирует внутри резервуара, наполненного водой. Это делает его идеальным для использования в водной среде. 

«Обычные роботы — это, как правило, тяжелые машины с большим количеством оборудования и электроники, которые не могут безопасно взаимодействовать с мягкими структурами, включая людей, — объясняет Сэмюэл И. Ступп, руководивший экспериментальным исследованием. — Мы разработали мягкие материалы с молекулярным интеллектом, чтобы они могли вести себя как роботы любого размера и выполнять полезные функции в крошечных пространствах, под водой или под землей».

«Комбинируя ходьбу и рулевое движение вместе, мы можем запрограммировать определенные последовательности магнитных полей, которые удаленно управляют роботом и направляют его по траекториям на плоских или наклонных поверхностях, — добавила Моника Ольвера де ла Крус, руководившая теоретической работой в исследовании. — Эта программируемая функция позволяет направлять робота через узкие проходы со сложными маршрутами». 

Новое исследование основано на предыдущей работе Ступпа по созданию «роботизированной мягкой материи», которая имитирует живых морских существ. В предыдущем исследовании, роботизированный материал мог изгибаться в течение нескольких минут и ползать по поверхности, делая один шаг каждые 12 часов. Однако уже сегодня робот двигается со скоростью человека — примерно один шаг в секунду — и реагирует на магнитные поля. Они заставляют эти материалы следовать определенным траекториям.

Объединив реакции на свет и магнитные поля, исследователи разработали робота, который также может поднимать груз и доставлять его в пункт назначения пешком или катаясь. Затем он сбрасывает груз в новом месте, либо изменяя его форму, позволяя плавным грузам мягко соскользнуть с робота, либо выполняя вращающийся «брейк-данс», чтобы сместить и высвободить более липкие объекты.

Изгиб гибридного гидрогеля светом привел к созданию шагающего робота. Авторы и права: Li et al., Sci. Robot. 6, eabb9822 (2020)

Секрет точного движения и маневренности робота заключается в его заполненной водой структуре и встроенном каркасе из выровненных ферромагнитных никелевых нитей. Мягкий компонент представляет собой сеть, построенную на молекулярном уровне, с частями, которые позволяют ему реагировать на свет, удерживать или вытеснять воду внутри. Они также обладают необходимой жесткостью, чтобы быстро реагировать на магнитные поля.

Команда Северо-Западного Университета использовала химический синтез, чтобы запрограммировать молекулы внутри гидрогеля на реакцию на свет. Под воздействием света молекулы робота становятся гидрофобными. Это заставляет робота «оживать», наклоняясь из плоского положения в «стоячее». Исследователи обнаружили, что этот изгиб позволяет материалу быстро реагировать на вращающиеся магнитные поля, активируя его способность быстро ходить. Когда свет выключается, молекулы возвращаются в исходное состояние, и робот становится плоским. Но он готов в любой момент к новому циклу активности под магнитным полем, когда на него указывает светодиод.

Ступп и Ольвера де ла Крус уверены, что эти их разработка в будущем пригодится в качестве интеллектуальных биоматериалов для высокоразвитой медицины.

Читать также

Посмотрите на самый подробный каталог миллиардов звезд Млечного Пути

Ледник «Судного дня» оказался опаснее, чем думали ученые. Рассказываем главное

Крупнейшая магнитная буря позволит увидеть северное сияние из Москвы

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Растения не такие, какими мы их считали: они могут лгать
Новости
Цены на интернет в России растут: в чем причина
Новости
Спутники НАСА наделили коллективным «разумом» и испытали технологию в космосе
Новости
Физики впервые зафиксировали новый тип квантовых частиц
Новости
За 30 секунд до смерти: впервые ученые записали, что происходит с мозгом
Наука
Мужчина случайно получил медицинские счета своего «цифрового двойника»
Новости
Владельцы GeForce RTX 50-й серии столкнулись с проблемами: что происходит
Новости
В Ирландии обнаружили новый вид грибка, который превращает пауков в зомби
Наука
Китай отправит шестиногий робот-прыгун исследовать южный полюс Луны
Наука
«Джеймс Уэбб» изучил рождение звездной системы в беспрецедентных деталях
Космос
В США одобрили клинические испытания по пересадке людям почек свиньи
Наука
«Хаббл» обнаружил в космосе «мишень»: уникальную галактику с девятью кольцами
Космос
Камни, летящие со скоростью пули, сформировали гигантские каньоны на Луне
Космос
Названы специалисты, которых действительно не хватает в ИТ-сфере
Новости
Google раскрыла уязвимость в процессорах AMD: какие из них затронуты
Новости
Трамп придумал, как сохранить TikTok в США
Новости
Появился первый вирус для кражи данных с фото в iPhone
Новости
Шимпанзе используют разные диалекты для общения с самками
Наука
Tesla запустит беспилотные такси с роботами для уборки салона
Новости
Говорят ли женщины больше мужчин, проверили ученые
Наука