В CMU разработали микроробота способного изменять свою форму

Исследователи из Университета Карнеги-Меллон (CMU) в Пенсильвании разработали миниатюрного робота, который может трансформироваться и принимать жидкую форму, что позволяет ему выполнять задачи в труднодоступных местах. В перспективе его можно использовать в качестве автоматического паяльного аппарата или инструмента для извлечения из желудка проглоченных предметов.

Роботы, которые достаточно мягкие и податливые, чтобы работать в узких пространствах уже существуют, но они не могут сделать себя более прочными и сильными под внешним воздействием или когда им приходится нести что-то тяжелее себя. Кармель Маджиди из CMU и его коллеги создали робота, который может не только менять форму, но и попеременно принимать то жидкую, то твердую форму.

Они создали робота размером в миллиметр из смеси галлия (Ga) и ферромагнитных микрочастиц неодим-железо-бора (NdFeB). В твердом состоянии материал был достаточно прочным, чтобы выдержать объект, масса которого в 30 раз превышала его собственную. Чтобы заставить его размягчаться, растягиваться, двигаться или превращаться в ползущую лужицу в зависимости от задач, исследователи поместили его рядом с магнитами. Настроенные магнитные поля воздействовали на крошечные магнитные элементы робота, перемещая их и деформируя металл в разных направлениях.

Например, команда растянула робота, применив магнитное поле, которое потянуло эти гранулы в разных направлениях. Исследователи также использовали более сильное поле, чтобы выдернуть частицы вверх, заставляя робота прыгать. Когда Маджиди и его коллеги использовали переменное магнитное поле электроны в жидком металле робота образовывали электрические токи. Прохождение токов через тело робота нагревало его и в конечном итоге заставляло плавиться.

"Ни один другой известный мне материал не способен так сильно изменять свою жесткость", - говорит Маджиди.

Используя эту гибкость, команда использовала двух роботов, чтобы перенести и припаять маленькую лампочку к печатной плате. В другом эксперименте, внутри искусственного желудка, исследователи применили другой набор магнитных полей, чтобы заставить робота приблизиться к объекту и вытащить его. Наконец, они придали роботу форму фигурки Lego, а затем помогли ему выбраться из клетки, расплавив его и заставив вытекать между прутьями. Как только лужа вытекла, робот снова обретал свою первоначальную, твердую форму.

По словам Ли Чжана из Китайского университета Гонконга, эти расплавленные роботы могут быть использованы для экстренного ремонта в ситуациях, когда человеческие или роботизированные руки становятся непрактичными. Например, разжиженный робот мог бы заменить потерянный винт на космическом корабле, влившись на его место, а затем затвердев, говорит он. Однако, чтобы использовать их внутри желудка человека, исследователи должны сначала разработать методы точного отслеживания положения робота на каждом этапе процедуры, чтобы обеспечить безопасность пациента.

Исследование опубликовано в Matter.