Представьте себе крошечных роботов, способных легко скользить по поверхности озера. Они могут проверять чистоту воды, собирать экологические данные или даже помогать спасателям во время наводнений. Подобное будущее становится всё ближе благодаря исследованию учёных из Школы инженерии и прикладных наук Университета Вирджинии.
Вдохновившись насекомыми-водомерками, исследователи разработали два прототипа:
-
HydroFlexor — робот, передвигающийся плавными «плавниковыми» движениями;
-
HydroBuckler — устройство, «шагающее» по воде, изгибаясь, как живые насекомые.
Обе модели основаны на новой технологии HydroSpread, которая открывает возможности для создания мягких роботов прямо на поверхности жидкости.
Science Advances
Печать плёнок на воде
До сих пор изготовление сверхтонких гибких плёнок, необходимых для таких устройств, было серьёзным вызовом. Обычно их производили на жёстких поверхностях, например, на стекле, а затем переносили в воду. Этот процесс нередко приводил к повреждениям и снижению качества.
HydroSpread меняет правила игры: теперь плёнки можно «выращивать» непосредственно на поверхности воды. Учёные наносят жидкие полимерные чернила, которые самостоятельно растекаются в ультратонкий слой. С помощью лазера плёнка разрезается и формируется в нужные элементы — ноги и корпус робота.
Материал состоит из двух слоёв, реагирующих на инфракрасное излучение. Когда внешнее тепло воздействует на них, каждый слой расширяется по-разному, что заставляет плёнку изгибаться и двигаться. Именно этот эффект позволяет роботам скользить или шагать по поверхности воды.
Потенциал технологии
«Наша работа устраняет необходимость в сложном и хрупком переносе плёнок, позволяя сразу создавать функциональные устройства прямо в жидкой среде», — отмечают авторы исследования.
HydroSpread совместим с разными типами чернил и жидкостей, а значит, подходит для масштабного производства. Это открывает двери к множеству применений:
-
экологический мониторинг водоёмов,
-
поиск и спасение в зонах затоплений,
-
зондирование и исследование в труднодоступных средах.
Но возможности не ограничиваются робототехникой. Та же технология может быть использована для создания сверхтонких медицинских сенсоров, эластичных плёнок для носимых устройств или гибких компонентов для электроники нового поколения.
Взгляд в будущее
Работа исследователей опубликована в журнале Science Advances и уже считается крупным шагом в области мягкой робототехники. Если сегодня роботы лишь скользят по лабораторным моделям водоёмов, то завтра они могут стать незаменимыми помощниками в городах и природных экосистемах.
По материалам: Science Advances
