Большинство роботов предназначены для выполнения определенной задачи и не очень хорошо адаптируются к работе в новых условиях. Однако инженерам из Virginia Tech удалось создать мягкого робота, который может принимать различные формы, например, ездить, летать или плавать, благодаря резиновой коже, наполненной металлом, которая легко переключается между жидкой и твердой формами. 

Новый мягкий робот может превращаться из движущегося транспортного средства в летающий дрон и обратно. Вирджинский технологический институт 

 

Чтобы создать такого универсального робота, исследователи начали с разработки материала, который может менять свою форму при необходимости, сохранять ее в течение определенного промежутка времени, а затем возвращаться в исходную конфигурацию, причем делать это многократно. Этот материал состоит из эластомерного эндоскелета, вырезанного в форме треугольников киригами. Внутри этого материала находится сеть трубок, содержащих металлический сплав с низкой температурой плавления, а также набор нагревателей в форме усиков. Конструкция может быть объединена с приводами, двигателями и другими компонентами для движения и изменения формы. 

Идея заключается в том, что робот начинает работать в горизонтальном положении, при этом металл внутри него находится в жидком состоянии. Его можно сгибать и растягивать, придавая роботу желаемую форму, после чего металл затвердевает, приобретая и сохраняя твердую структуру. После выполнения любой задачи конструкция опять нагревается до 60 °C (140 °F), в результате чего металл плавится и робот возвращается в исходную форму. После чего робот снова готов к трансформации. Он может менять форму менее чем за одну десятую долю секунды.

В ходе испытаний команда использовала этот материал для создания робота, который мог ездить по земле, а затем превращаться в летающий дрон. По сути, в летающей конфигурации, это плоский лист с направленными вверх пропеллерами, а в форме "прототипа наземного транспорта" он напоминает перевернутую форму тако с касающимся земли колесами. 

В другой тестовой модели материал использовался в качестве основы для создания подводной лодки, которая могла погружаться на дно аквариума, собирать шарики и поднимать их на поверхность. 

"Мы в восторге от перспектив, которые открываются благодаря использованию этого материала в производстве многофункциональных роботов", - сказал Эдвард Дж. Баррон III, соавтор исследования. "Подобные композитные материалы настолько прочные, что могут выдерживать нагрузки от двигателей или силовых  установок, но при этом способны легко изменять форму, что позволяет механизмам адаптироваться к окружающей среде".

Исследование было опубликовано в журнале Science Robotics. Робота можно увидеть в действии в видеоролике на сайте Virginia Tech.

Источники: Вирджинский технологический институт
https://video.vt.edu/media/t/1_og4ur93z
https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abg2171
 https://vtx.vt.edu/articles/2022/02/eng-bartlett-morphing-drone.html