Инженеры из Брюссельского свободного университета разработали мягкую пневматическую роборуку из материала, способного самостоятельно «заживлять» повреждения. Статья, посвященная разработке, опубликована в журнале Science Robotics.
Многие инженеры разрабатывают не только классических металлических или пластиковых роботов, но и мягких. Этот подход имеет несколько преимуществ. Например, такого робота можно безопасно использовать вблизи человека или даже взаимодействовать с ним, а еще такие роботы, как правило, лучше захватывают предметы. Но у них есть и очевидный недостаток — мягкие материалы имеют гораздо меньшую прочность и быстрее изнашиваются.
Бельгийские инженеры решили сделать свой робоманипулятор похожим на человеческую руку не только внешне, но и наделить его способностью заживлять порезы и раны, как это делает человеческая кожа. Пальцы робота представляют собой массив из камер, надуваемых воздухом. Когда давление в камерах повышается, они начинают раздуваться и давить друг на друга, а, поскольку, они соединены с одной стороны, палец начинает изгибаться.
«Заживляющие» свойства материала, из которого выполнена роборука, основаны на реакции Дильса — Альдера, происходящей в специальном полимере, из которого созданы пневматические камеры манипулятора. После того, как часть материала повредилась, часть связей в нем оказалась разрушена. Для того, чтобы восстановить поврежденный участок в исходный вид, ученые нагревают роборуку до 80 градусов и выдерживают при этой температуре в течение 40 минут. Это размягчает материал за счет дополнительного разрушения связей и делает его молекулы более подвижными. После того, как порез затянулся, роборука охлаждается до комнатной температуры, и связи снова восстанавливаются.
Исследователи утверждают, что после суток при комнатной температуре механические свойства восстанавливаются на 98 процентов от исходных значений. Они считают, что эту технологию можно будет применять и в других сферах, к примеру для создания износостойких шин для автомобилей.
Недавно китайские ученые создали материал с похожими свойствами. Он также может самостоятельно «заживляться», причем даже если его разрезали пополам. Помимо этого его цвет обусловлен не красителями, а специальной структурой, обратной структуре опала, которая делает его фотонным кристалом.
Григорий Копиев