Область микроскопической робототехники продолжает стремительно развиваться, принося инновации, способные изменить наше взаимодействие с окружающим миром. Недавно исследователи из Корнельского университета разработали робота, который, несмотря на размер менее 1 миллиметра, способен трансформироваться из плоского двухмерного листа в различные сложные трехмерные формы и ползать с помощью электрического импульса. Этот прорыв, опубликованный в сентябре 2024 года в журнале Nature Materials , открывает новые возможности для применения микророботов в самых разных областях, от биомедицины до освоения космоса.
Инновации на основе киригами
Инновация этого микроскопического робота заключается в его структуре, основанной на технике киригами, схожей с оригами, но предполагающей разрезание материала для складывания, разворачивания и передвижения. Шестиугольный «металист» робота, состоящий примерно из 100 панелей диоксида кремния, соединённых более чем 200 шарнирами, может менять форму посредством электрохимической активации. В зависимости от активации шарниров робот может принимать различные формы, обволакивать объекты и затем разворачиваться обратно в плоский лист. Это обеспечивает беспрецедентную гибкость микроробототехнических систем, открывая потенциал для таких применений, как миниатюрные медицинские устройства или реконфигурируемые микромеханические машины.
Будущее микророботов и эластичных материалов
Исследовательская группа под руководством профессора физики Итая Коэна изучает следующий этап развития этой технологии, объединяя эти гибкие механические структуры с электронными контроллерами для создания сверхчувствительных «эластронических» материалов. Эти материалы способны реагировать на стимулы почти со скоростью света, обеспечивая значительно более быструю реакцию, чем что-либо наблюдаемое в природе. Потенциальные области применения этих активных метаматериалов обширны: от миниатюрных биомедицинских устройств до материалов, способных динамически адаптироваться к ударам и другим внешним воздействиям.
Кембрийский взрыв в робототехнике
Считается, что эти инновации в робототехнике и эластронных материалах знаменуют начало «кембрийского взрыва» в робототехнике. Подобно «кембрийскому взрыву» в истории Земли, который ознаменовался быстрым появлением новых форм жизни и биологической сложностью, робототехника, возможно, находится на пороге экспоненциального роста разнообразия и возможностей. Возможность создания микроскопических роботов, способных перестраиваться и работать в крайне малых или сложных условиях, открывает путь к инновациям, которые до недавнего времени казались научной фантастикой.
Интеграция электронных систем управления, искусственного интеллекта и передовых материалов может создать экосистему автономных роботов, способных выполнять сложные задачи в самых разных условиях. Эта новая эра обещает не только расширить технологические горизонты, но и переосмыслить возможности взаимодействия человека и робота, подняв робототехнику на невиданный ранее уровень.
