Инженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали способ создания компактных, портативных и многофункциональных мягких роботов. Это стало возможным благодаря созданию трубчатых приводов, движения которых контролируются с помощью электрического тока, что делает их легко интегрируемыми в различные устройства.

Статья об этом появилась в журнале Science Advances.

Проблема с большинством мягких приводов заключается в том, что для их контроля требуются громоздкие устройства. Такие устройства зачастую гидравлические — чтобы привести в движение их механизм, требуется нагнетать или откачивать воздух из трубок. Поэтому создание роботов с такими типами приводов потребует привязки к насосам, крупным источникам питания и другому специализированному оборудованию.

В новом исследовании инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего создали мягкие приводы, которые управляются с помощью электрического тока. Устройства сделаны из материала, который используется для производства искусственных мышц в роботах — жидкокристаллического эластомера. Его особенность в том, что он изменяет форму, двигается и сокращается в ответ на такие раздражители, как тепло или электричество, подобно тому как мышцы сокращаются в ответ на сигналы от нервных клеток.

Чтобы построить каждый привод, инженеры зажали три нагревающихся провода между двумя тонкими пленками жидкокристаллического эластомера. Затем материал сворачивался в трубку, предварительно растягивался и подвергался воздействию ультрафиолетового света.

Каждый нагревательный провод можно контролировать независимо, чтобы можно было изогнуть приводы в шести различных направлениях. Когда электрический ток проходит через один или два провода, он нагревает часть трубки и заставляет ее изгибаться в направлении этих приводов. Когда ток передается через все три провода, вся трубка сжимается, сокращаясь в длину. Когда электричество выключено, трубка медленно остывает и возвращается к своей первоначальной форме.

Каждый робот имеет встроенный микроконтроллер, в котором инженеры запрограммировали последовательность управляемых электрическими импульсами движений для приводов. Это позволяет роботам двигаться самостоятельно.