Медицинская техника и технологии будущего 9 августа 2018, 17:01 9 августа 2018, 18:01 9 августа 2018, 19:01 9 августа 2018, 20:01 9 августа 2018, 21:01 9 августа 2018, 22:01 9 августа 2018, 23:01 10 августа 2018, 00:01 10 августа 2018, 01:01 10 августа 2018, 02:01 10 августа 2018, 03:01

Представлена новая технология создания мягких роботов для деликатных работ

Исследователи всё чаще отдают предпочтение мягким роботам, поскольку те потенциально смогут справляться с самыми разными задачами лучше своих жёстких собратьев. Недавно специалисты Гарварда придумали, как усовершенствовать технологию создания таких устройств.

Современного робота трудно представить без жёстких металлических деталей. Между тем, говорят специалисты, если человечество действительно хочет передать роботизированным помощникам часть своих обязанностей или работать бок о бок с ними, например, на производстве, стоит задуматься о более мягких "оболочках" для таких устройств.

Исследователи Гарвардского университета согласны с таким утверждением и потому работают над созданием полностью мягких роботов. В пресс-релизе, рассказывающем о новой разработке, они пишут, что в будущем именно мягкие роботы смогут работать в самых разных местах, куда не могут добраться ни люди, ни жёсткие машины (например, внутри человеческого тела в ходе микрохирургической операции).

Однако сегодняшние мягкие роботы и методы их производства пока ещё далеки от совершенства. По этой причине учёные из Гарварда разработали новый способ создания крошечных мягких устройств. Более того, они продемонстрировали эффективность технологии, показав миру гибкое устройство, напоминающее красочного паука-скакуна вида Maratus volans.

Напомним, что два года назад гарвардские специалисты явили миру октобота. Новый робот-паук является своеобразным продолжением того проекта, правда, в слегка уменьшенном масштабе.

Новый мягкий робот лишён каких-либо жёстких компонентов, а двигается он за счёт микрожидкостной системы, собственно, как и вышеупомянутый октобот.

Внутри его "организма" располагаются тонкие полые трубки, через которые перекачивается специальная жидкость. Именно с её помощью можно заставить робота двигать конечностями и изменять цвет. Впрочем, ходить робот-паук в отличие от своих жёстких собратьев пока не может.

Но в других отношениях новичок может дать фору многим другим созданиям, напоминающим живых существ. Как говорит один из авторов работы Шейла Руссо (Sheila Russo), самые маленькие мягкие роботизированные системы всё ещё остаются слишком простыми. Обычно они могут похвастаться лишь одной степенью свободы. Иными словами, они могут двигать какой-либо частью своего "тела" только в одной плоскости.

"Разрабатывая новую гибридную технологию производства, которая включает три различных метода, мы создали из силикона мягкого роботизированного паука с 18 степенями свободы, включающими не только движения, но и изменения в структуре и цвете. В нём также присутствуют компоненты микрометрового размера", — объясняет Руссо.

Как уже отмечалось выше, специалисты разработали новый метод создания таких ботов, который они назвали MORPH (Microfluidic Origami for Reconfigurable Pneumatic/Hydrauli, или "микрожидкостное оригами для перестраиваемых/гидротехнических устройств"). Миниатюрный робот призван показать возможности новой технологии.

Сначала инженеры создали из силикона при помощи метода "мягкой" литографии 12 тонких слоёв. Позднее из каждого при помощи ультраточного лазера учёные по имеющейся заготовке вырезали нужные компоненты. Слои затем были скреплены между собой для создания 3D-основы мягкого паука.

Ключевым этапом по преобразованию этой "сырой" конструкции в полноценный механизм стало наполнение жидкостью заранее вырезанных лазером микрожидкостных каналов.

Некоторые из этих каналов использовались для придания пауку конечного вида. Для этих целей создатели наполняли их раствором, который затвердевает под воздействием ультрафиолета. Последующее УФ-облучение заставило отдельные части мягкой конструкции изогнуться. Таким образом пауку, например, загнули вниз лапы и округлили живот (для придания большей объёмности).

Затем другие трубки учёные заполнили цветной жидкостью, чтобы придать яркий окрас животу и глазам искусственного животного (как у паука M. volans). Перекачивание жидкостей через каналы в конечностях также позволило боту "ходить" (как мы уже писали выше, в данном случае это, скорее, похоже на простое движение конечностями).

Разработчики признают, что созданный робот не пригоден для выполнения каких-либо задач, но он демонстрирует возможности новой методики. Все рекорды, по всей видимости, следует ждать от более поздних работ учёных, которые будут применять эту технологию для создания своих шедевров.

Глава Института Висса при Гарвардском университете Дональд Ингбер (Donald Ingber) добавляет, что подход MORPH может пригодиться исследователям, которые больше ориентированы на медицинское применение мягких роботов. В частности, маленькие размеры и гибкость подобных устройств пригодятся в эндоскопии и микрохирургии.

Описание новой методики представлено в научном издании Advanced Materials.

К слову, ранее авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о том, что на 3D-принтере напечатали мягких роботов, управляемых магнитным полем. Также мы сообщали о мягком роботе-скате, который поможет учёным шпионить за обитателями подводного мира.