Инженеры разработали миниатюрных роботов, способных быстро и обратимо менять состояние из жидкого в твёрдое и обратно. Роботы не только умеют менять форму — они магнитны и проводят электричество. В исследовании учёные провели роботов через полосу препятствий, испытывая их мобильность и способность менять форму. Результаты опубликованы в журнале Matter. Хотя инженеры утверждают, что вдохновлялись в своей работе морскими огурцами, мы с вами знаем, что на самом деле их вдохновило.
Привычные нам роботы прочные и жёсткие. Проблема мягкотелых роботов в том, что они слабые, а их движения сложно контролировать. По словам Чэн Фэн Пань, инженера из Китайского университета в Гонконге, возможность переключаться между жидким и твёрдым состояниями расширяет функциональность робота.
Робот извлекает посторонний предмет из «желудка»
Команда создала новый материал, способный менять агрегатные состояния – «магнитоактивная машина для перехода твёрдой фазы в жидкую», добавив магнитных частиц в галлий – металл с очень низкой температурой плавления (29,8 °C).
Магнитные частицы позволяют материалу реагировать на переменные магнитные поля: материал посредством индукции можно нагревать и расплавлять. Кроме того, магнитные частицы придают роботу мобильность и управляемость.
Робот доставляет лекарство в «желудок»
В испытаниях твёрдо-жидкие роботы под воздействием магнитного поля прыгали через рвы, карабкались по стенам, разделялись напополам с тем, чтобы двигать другие объекты, и снова сливались вместе. На заглавном видео показано, как робот преодолевает преграду в виде решётки, перейдя в жидкую фазу, а потом вновь восстанавливает форму.
В экспериментах робот помог удалить посторонний предмет из модели желудка, а также доставить туда лекарство. Также инженеры продемонстрировали, как этот материал играет роль умного припоя, который можно использовать для сборки и ремонта электронных устройств, а также работает в качестве универсального механического «винта» для фиксации деталей: он расплавляется, затекает в отверстие с резьбой и потом застывает.
Робот как умный припой
Пока это лишь доказательство работоспособности концепции. В будущем инженеры надеются в первую очередь разработать подобных роботов для решения биомедицинских задач.
