Инженеры разработали технологию для проектирования и печати роботов «за один шаг». Созданные устройства не требуют сборки и настройки, а сразу могут работать. Технология описана в журнале Science.
С помощью новой стратегии проектирования и 3D-печати инженеры одновременно изготавливают все механические и электронные системы, необходимые для работы робота. Поскольку внутренняя сеть движения и датчиков уже установлена, единственным необходимым внешним компонентом является небольшая батарея для питания устройства.
В своей работе ученые используют метод печати пьезоэлектрических метаматериалов. Это структуры со сложной решеткой, которые изменяют форму и двигаются под действием электрического поля. Кроме того, такие материалы в результате физического воздействия могут генерировать электрический заряд.
Разработанные учеными метаматериалы способны быстро вращаться, изгибаться, скручиваться и изменять форму в зависимости от поставленной задачи. Исследователи отмечают, что созданные из таких материалов роботы могут обнаруживать препятствия с помощью эха и ультразвукового излучения, а также реагировать на внешние раздражители через контур управления с обратной связью.
Со сложными движениями, несколькими режимами восприятия и программируемыми способностями к принятию решений, все элементы тесно интегрированы, это похоже на биологическую систему с нервами, костями и сухожилиями, работающими в тандеме для выполнения контролируемых движений.
Сяоюй (Рейн) Чжэн, руководитель исследования из Инженерной школы Самуэли Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе
Инженеры также представили методологию разработки таких материалов, чтобы пользователи могли создавать свои собственные модели с уникальными функциями.
Чтобы продемонстрировать работу технологии, исследователи создали трех «метаботов» с разными возможностями. Один робот может перемещаться по S-образным углам и произвольно расположенным препятствиям, другой — убегать в ответ на контактное воздействие, а третий — ходить по пересеченной местности и даже совершать небольшие прыжки.
Исследователи полагают, что технология пригодится для создания биомедицинских роботов. Например, самоуправляемых эндоскопов или крошечных плавающих роботов для доставки лекарств.
Читать далее:
Юная звезда «спрятала» то, что изменило представление ученых о Вселенной. Главное
Недалеко от Земли нашли две планеты, которые очень похожи на нашу
Раскрыто происхождение Черной смерти. Исследование ДНК привело в Среднюю Азию