Учени са направили пробив в роботиката: променящ формата си робот, който може да преминава между течно и метално състояние

Поради това, че могат да бъдат едновременно меки и твърди, малките роботи, вдъхновени от морските краставици, могат да преодолеят ограниченията на роботите, които са само едното или другото. По този начин те имат потенциала да осигурят по-голяма полезност в области като сглобяване на електроника и дори медицински приложения, предаде ScienceAlert, цитирано от БГНЕС.

Изследователите накараха роботите да се движат по трасета с препятствия, да премахват или доставят предмети в модел на човешки стомах и дори да се втечняват, за да избягат от клетка, преди да се реформират обратно в първоначалната си хуманоидна форма.

“Даването на възможност на роботите да превключват между течно и твърдо състояние им дава повече функционалност”, казва инженер Ченгфън Пан от Китайския университет в Хонконг, Китай.

Има много потенциални приложения за малки роботи, които могат да се движат по места, които са твърде малки или сложни за хората. От фини ремонтни дейности до целенасочена доставка на лекарства.

Екипът от изследователи, ръководен от Пан и неговия колега Цинюан Уанг от университета “Сун Ят-сен” в Китай, се обръща към природата като източник на вдъхновение. Животни като морските краставици могат да променят твърдостта на тъканите си, за да подобрят капацитета на натоварване и да ограничат физическите повреди, докато октоподите могат да променят твърдостта си за камуфлаж, манипулиране на предмети и придвижване.

За да създадат робот, който може да прави нещо подобно, изследователите се нуждаят от нетоксичен материал, който лесно да преминава между меко и твърдо състояние при стайна температура. Те се насочват към галия – мек метал, който има температура на топене 29,76 градуса по Целзий при стандартно налягане – само няколко градуса под средната температура на човешкото тяло. Можете да разтопите галий, само като го държите в ръката си.

Изследователите вграждат галиева матрица с магнитни частици, създавайки това, което те наричат “магнитоактивна машина за преход между твърда и течна фаза”.

“Магнитните частици тук имат две роли”, казва машинният инженер Кармел Маджиди от университета Карнеги Мелън, един от старшите автори на статията на екипа.

“Едната е, че те правят материала чувствителен към променливо магнитно поле, така че можете чрез индукция да нагреете материала и да предизвикате фазовата промяна. Но магнитните частици също така придават на роботите мобилност и способност да се движат в отговор на магнитното поле.”

След като проверяват дали преходът от твърдо към течно състояние е обратим (той е обратим), изследователите подлагат своите малки роботи на редица тестове.

Роботите могат да прескачат малки ровове, да се катерят по препятствия и дори да се разделят, за да изпълняват съвместни задачи по преместване на обекти, преди да се съединят отново и да се втвърдят.

Те дори накараха един малък хуманоиден вариант – с форма на фигурка от Лего – да се измъкне от малка затворническа килия, като се промъкне през решетките и се формира отново от другата страна в чест на сцена от филма “Терминатор 2”.

След това екипът изследва практическите приложения. Те създадоха модел на човешки стомах и накараха робота да погълне и извади малък предмет, който се намира в него – полезен начин, както си представяме, за извличане на погълнати батерии, например – и след това да извърши обратната операция, доставяйки предмета по начина, по който екипът се надява, че може да доставя лекарства.

За реални приложения машината за фазов преход ще се нуждае от някои промени. Например, тъй като температурата на топене на човешкото тяло е по-висока от тази на чистия галий, робот, предназначен за биомедицински цели, би могъл да има матрица от сплав на основата на галий, която да повиши температурата на топене, като същевременно запази функционалността.

Това, казват изследователите, предстои да бъде подробно проучено.

“Бъдещата работа трябва да продължи да изследва как тези роботи могат да бъдат използвани в биомедицински контекст”, казва Маджиди.

“Това, което показваме, са само еднократни демонстрации, доказателства за концепцията, но ще са необходими много повече проучвания, за да се вникне в това как това действително може да се използва за доставка на лекарства или за отстраняване на чужди обекти.”