Інженери розробили мініатюрних роботів, які швидко і оборотно перемикаються між рідким і твердим станом. Технологія описана в журналі Matter.
Міжнародна група вчених розробила фазоздвигаючий матеріал, який дозволяє роботам перемикатися між двома агрегатними станами, зберігаючи свою цілісність. Крихітні роботи з рідкого металу виявилися міцними і успішно пройшли складну смугу перешкод, що включає втечу з-за решітки.
Для створення рідкого металу з потрібними властивостями інженери впровадили магнітні частинки з неодиму, бору та заліза в галій, метал з відносно низькою температурою плавлення (близько 29,76 °C). Ці частинки виконують відразу два завдання, пояснюють розробники: забезпечують перемикання між агрегатними станами і керують рухами.
Принцип зміни жорсткості у морського огірка (а), технічна реалізація матеріалу з аналогічними властивостями (b) і експериментальні роботи з рідкого металу (c-e). Зображення: Qingyuan Wang et al., Matter
У металу з магнітними частинками всередині вище чутливість до змінного поля. Тому за допомогою індукції легко нагріти матеріал і викликати фазовий перехід. Крім того, рухами таким роботів можна керувати за допомогою магнітів.
Традиційні роботи умовно поділяються на твердих і гнучких, кажуть автори роботи. У перших більше жорсткість і стабільність, а у других — мобільність і мінливість. Обидві крайності мають свої плюси і мінуси. У природі, навпаки, організми зазвичай покладаються на динамічні зміни жорсткості, пояснюють вчені. Наприклад, морський огірок оборотно змінює твердість своєї тканини, щоб поліпшити її здатність витримувати навантаження і запобігти фізичному пошкодженню.
Робот з рідкого металу проходить лабіринт. Відео: Qingyuan Wang et al., Matter
Робот з рідкого металу втікає з»в’язниці”. Відео: Qingyuan Wang et al., Matter
Щоб продемонструвати можливості гібридного робота, дослідники побудували для нього смугу перешкод із серії випробувань. За допомогою магнітного поля роботи перестрибували рови, піднімалися на стіни і навіть розділялися навпіл, щоб спільно переміщати інші об’єкти, перш ніж знову зібратися разом. В одному з експериментів людиноподібний робот розріджується, щоб вибратися з-за ґрат і знову збирає себе в єдине ціле, як у фільмі «Термінатор-2».
Крім того, інженери показали, що рідкий мікроробот може доставляти ліки в модель шлунка або витягувати з нього сторонні предмети, а також — паяти і збирати крихітні мікросхеми. Автори продовжуватимуть працювати над розширенням можливостей для практичного застосування технології.