Исследователи робототехники часто обращаются к японскому искусству складывания бумаги оригами для вдохновения, и с некоторыми очень впечатляющими результатами. Ученые, работающие в Университете Мичигана, в настоящее время используют этот подход, чтобы создать то, что они называют первоклассными машинами, которые могут складываться в разные формы для решения различных задач за счет применения тепла.
Команда описывает свои новые творения как микроботов, относящихся к классу микроскопических машин, которые требуют инновационных решений для управления питанием и приводом из-за их крошечного размера. По мнению команды Мичиганского университета, это означает, что у большинства есть ограниченные движения и, следовательно, ограниченный круг задач, которые они могут выполнять, что исследователи и надеются преодолеть с помощью своего нового дизайна микроботов.
Машины имеют размер не более сантиметра (0,4 дюйма) и имеют складывающийся слой золота вместе со складывающимся слоем полимера, который действует как бортовой привод. Привязанная к источнику питания и микроконтроллеру, машина питается электрическим током, который можно настроить для контроля температуры материала, который, в свою очередь, определяет форму, которую он принимает.
Пример новых складных микроботов, разработанных в Мичиганском университете. Фото: University of Michigan.
«Когда ток проходит через слой золота, он создает тепло, и мы используем тепло для управления движениями микробота», - говорит автор исследования Евгений Филипов. «Мы запускаем начальную складку, нагревая систему, затем разворачиваемся, давая ей остыть. Чтобы заставить что-то складываться и оставаться сложенным, мы перегреваем систему. Когда мы перегреваем, мы можем запрограммировать складку - изменить место покоя».
Этот метод контроля позволяет микроботам формировать одну фигуру, выполнять задачу, а затем обрабатываться для превращения во вторую фигуру для совершенно другой работы.
Многовековые произведения искусства оригами формируют передовые достижения в крошечных машинах - микроботах. Фото: University of Michigan.
Благодаря своим небольшим размерам и все более впечатляющим функциям, микроботы могут выполнять все виды работ: от очистки воды с помощью охоты на бактерии до доставки лекарств в артерии человеческого тела.
Тесты нового поколения микро-робототехники. Фото: University of Michigan.
Команда Мичиганского университета надеется, что этот новый подход к созданию и управлению этими крошечными машинами значительно расширит их возможности. В настоящее время они работают над улучшением методов управления и разработкой версий с бортовыми батареями и микроконтроллерами, чтобы избавиться от ограничений в передвижении.
Новое поколение микро-робототехники в лаборатории Евгения Филипова. Фото: University of Michigan.
«Мы придумали новый способ проектирования, изготовления и запуска микроботов», - говорит Филипов. «Мы были первыми, кто применил передовые возможности складывания оригами в одной интегрированной системе микроботов».
Исследование было опубликовано в журнале Advanced Functional Materials. Об исследовании можно узнать больше на видео ниже:
Источник: New Atlas / University of Michigan
