Вчені розробили Hydrospread-нову техніку побудови м’яких роботів на воді, з широкими можливостями в робототехніці, охороні здоров’я та моніторингу навколишнього середовища.
Зобразіть мініатюрний робот, не більший, ніж лист, без зусиль ковзаючи по поверхні ставка, як і водяний стридер. Надалі машини такого масштабу можуть бути розгорнуті для моніторингу забруднення, зібрання зразків води або вивчення затоплених зон занадто небезпечних для людей.
В університеті інженерної та прикладної науки університету Вірджинії професор з машинобудівної та аерокосмічної інженерії Баоксінг Сю працює над способом реалізації таких пристроїв. Останнє дослідження його команди, опубліковане в Наука прогресуєпредставляє Hydrospread, метод виготовлення на відміну від будь -якого перед ним. Цей підхід дозволяє дослідникам створювати м’які плавучі машини безпосередньо на воді, прорив із програмами, які можуть варіюватися від медичної допомоги до побутової електроніки до моніторингу навколишнього середовища.
Раніше виготовлення тонких і гнучких плівок, необхідних для м’якої робототехніки, необхідні для побудови їх на твердих поверхнях, таких як скло. Тоді крихкі шари довелося зняти і помістити на воду, хитру процедуру, яка часто призводила до розриву та втрати матеріалу.
Hydrospread виступає за це питання, дозволяючи рідині слугувати “робочою паливом”. Краплі рідкого полімеру, природно, можуть поширюватися на надтонкі, рівномірні аркуші на поверхні води. З тонко налаштованим лазером, команда Сю може потім вирізати ці аркуші у складні візерунки – кола, смужки, навіть логотип UVA – з неабиякою точністю.
Від фільмів до рухомих машин
Використовуючи такий підхід, дослідники побудували два прототипи, подібні до комах:
- Гідрофлексор, який веслять по поверхні, використовуючи рухи, подібні до плавців.
- Hydrobuckler, який «ходить» вперед із вигинами ноги, натхненний водними стридерами.
У лабораторії команда працювала на ці пристрої з накладним інфрачервоним нагрівачем. По мірі прогрівання фільмів їх шарувата структура зігнута або заглушена, створюючи веслування або рухи ходьби. Викручувавши на велосипеді ввімкнути та вимкнути тепло, пристрої можуть регулювати свою швидкість і навіть повернути – доказ того, що можливий контрольований, повторюваний рух. Майбутні версії можуть бути розроблені для реагування на сонячне світло, магнітні поля або крихітні вбудовані обігрівачі, відкриваючи двері для автономних м’яких роботів, які можуть рухатися та адаптуватися самостійно.
“Виробництво плівки безпосередньо на рідину дає нам безпрецедентний рівень інтеграції та точності”, – сказав Сю. “Замість того, щоб будувати на жорсткій поверхні, а потім передавати пристрій, ми дозволяємо рідині виконувати роботу, щоб забезпечити ідеально плавну платформу, зменшуючи збій на кожному кроці”.
Потенціал сягає за межі м’яких роботів. Полегшуючи формування делікатних плівок, не пошкоджуючи їх, Hydrospread може відкрити нові можливості для створення носячих медичних датчиків, гнучких електроніки та екологічних моніторів – інструментів, які повинні бути тонкими, м’якими та міцними в умовах, де традиційні жорсткі матеріали не працюють.
Довідка: «Обробка м’яких тонких плівок на рідкій поверхні для безшовного створення пристроїв на рідинах» Ziyu Chen, Mengtian Yin та Baoxing Xu, 24 вересня 2025, Наука прогресує.
Doi: 10.1126/sciadv.ady9840
Ніколи не пропустіть прорив: приєднуйтесь до інформаційного бюлетеня ScitechDaily.
