Роботот што ја менува формата и може да се префрла помеѓу течни и цврсти состојби за да се движи во непријатни средини без да ја загрозува силата, звучи како описот на злобниот робот Т-1000 од популарниот холивудски блокбастер Терминатор 2, но не е научна фантастика, туку големиот напредок постигнат од научниците.
Станува збор за мали роботи инспирирани од морските краставици и октоподи, кои можат да ги надминат вообичаените ограничувања на исклучиво цврсти или течни роботи и затоа имаат потенцијал да обезбедат поголема корисност во области како што се склопување на електроника, но и во медицински апликации, пишува Science Alert.
Посвета на Т-1000
Научниците ги натераа овие роботи да се движат околу препреките, да отстрануваат или испорачуваат предмети моделирани по човечки стомак, па дури и да се втечнуваат за да избегаат од кафез пред да се вратат во нивната првобитна хуманоидна форма (вид на гореспоменатиот робот Т-1000). Поврзаното истражување беше објавено во научното списание Matter.
Давајќи им на роботите способност да се префрлаат помеѓу течна и цврста состојба, тоа им дава поголема функционалност, вели Ченгфенг Пан, инженер од кинескиот универзитет во Хонг Конг.
Потенцијалните апликации се огромни
Постојат многу потенцијални намени за мали роботи кои можат да се движат околу места кои се премногу мали или сложени за луѓето да работат со типични алатки, од деликатни поправки до насочена испорака на лекови. Во оваа смисла, тврдите материјали не се најдобри за навигација во затворени простори или тесни агли, додека меките, пофлексибилни роботи имаат тенденција да бидат слаби и потешки за контролирање.
За да најдат компромис, Пан, неговиот колега Кингјуан Ванг и нивниот тим од Универзитетот Сун Јат-сен во Кина ја погледнаа природата за инспирација и ја најдоа во морските краставици и октоподи. Морските краставици можат да ја променат вкочанетоста на нивните ткива за да ја подобрат носивоста и да го ограничат физичкото оштетување. Октоподите, од друга страна, можат да ја променат вкочанетоста на нивните раце за камуфлажа, манипулација со предмети и движење.
Инспирација од природата
За да дизајнираат робот кој може да направи нешто слично, научниците од Кинекс бараа нетоксичен материјал кој лесно може да ја промени неговата агрегатна состојба од цврста во течна на амбиентална температура. Тие го пронајдоа во галиум, мек метал кој има точка на топење од само 29,76 степени Целзиусови при стандарден притисок, или само неколку степени под просечната температура на човечкото тело. Со други зборови, можете да го стопите галиумот само држејќи го во рака.
Научниците направија матрица на галиум со магнетни честички, создавајќи како што ја нарекуваат магнетоактивна транзициона машина на цврсто-течност.
Тука магнетните честички имаат две улоги. Една од нив е дека тие го прават материјалот чувствителен на наизменично магнетно поле, така што можете, преку индукција, да го загреете материјалот и да предизвикате промена на фазата. Но, магнетните честички исто така им даваат на роботите мобилност и способност да се движат како одговор на магнетното поле, вели Кармел Маџиди, машински инженер од Универзитетот Карнеги Мелон и еден од авторите на студијата.
Тестирање на човечки стомак и модел на коло
По успешното тестирање на реверзибилноста на агрегатната состојба, научниците ги ставија своите мали роботи низ низа други тестови. Така, нивните роботи би можеле да прескокнуваат преку мали ровови, да се качуваат преку препреки, па дури и да се поделат за да извршуваат кооперативни задачи со поместување на предмети пред да се рекомбинираат и да се вратат во цврста состојба.
Истражуваа и практични апликации. Тие направија модел на човечки стомак и го натераа роботот да проголта и да извади мал предмет во него, а потоа роботот ја направи обратната операција, доставувајќи го предметот во стомакот. Научниците веруваат дека и двете методи би можеле да бидат корисни во медицинските апликации, првиот за отстранување на туѓи предмети, а вториот за специфична испорака на лекови во телото.
Нивните роботи ги поправале и електричните кола. Тие можеа да се движат и да се стопат на кола за да дејствуваат како спроводник и лемење, а исто така да дејствуваат и како прицврстувач, навлегувајќи во приклучоците за завртки и зацврстувајќи, извршувајќи ја функцијата на завртка, без потреба од надворешно дејство.
Апликација од реалниот свет?
Сепак, за употреба во реалниот свет, на овие роботи им е потребна одредена префинетост. Бидејќи температурата на човечкото тело е повисока од точката на топење на чистиот галиум, на пример, робот дизајниран за биомедицински цели може да има матрица од легура на база на галиум што ќе ја подигне точката на топење додека ја одржува функционалноста. Ова е нешто што допрва треба детално да се истражи, велат научниците, пишува Zimo.
Идната работа треба дополнително да истражи како овие роботи би можеле да се користат во биомедицински контекст. Тоа што го прикажуваме се само еднократни демонстрации, доказ и концепт, но ќе бидат потребни многу повеќе студии за да се истражи како всушност може да се користи за испорака на лекови или за отстранување на туѓи тела, вели Маџиди.
