Возможно, это самый маленький робот, которого вы когда-либо видели.
По форме он напоминает краба-пискуна, его размер составляет полмиллиметра в поперечнике, и он может ползать, прыгать, изгибаться и поворачиваться через крошечные отверстия. Край монеты представляет собой обширную площадку для его крабьей походки.
Будучи самым маленьким дистанционно управляемым шагающим роботом из когда-либо созданных, этот прототип микроробота делает область робототехники еще на один шаг ближе к выполнению практических задач в ограниченном пространстве, таких как ремонт небольших машин.
"Наша технология позволяет выполнять различные контролируемые движения и может ходить со средней скоростью половины длины тела в секунду", - говорит руководитель проекта теоретический исследователь Йонгган Хуанг в пресс-релизе. "Этого очень сложно достичь в таких малых масштабах для наземных роботов".
Упругое тело микроробота отвечает за передвижение. В отличие от многих других роботов, этот краб не имеет сложного оборудования или электрических компонентов, обеспечивающих его передвижение. Он сделан из резинового сплава со свойствами сохранения формы. Тонкое стеклянное покрытие сжимает сплав в слегка деформированную форму. Когда исследователи направляют сканирующий лазерный луч на различные участки тела краба, эти участки нагреваются и приобретают предварительно деформированную форму, говорится в пресс-релизе команды. Когда горячие части остывают, сплав возвращается к своей деформированной форме.
Во время этого процесса сплав быстро меняет форму, заставляя крошечных крабов перемещаться из одного места в другое. По сути, лазер становится устройством дистанционного управления, которое активирует краба и даже заставляет его идти в определенном направлении. Поскольку они используют сканирующий лазер - лазерный луч, который может быть направлен на определенный путь по поверхности (подобно тем, которые используются для создания 3D-карты неровной местности) - исследователи могут управлять направлением лазерного тока. Например, если лазер сканирует слева направо, то краб движется справа налево. А поскольку краб такой маленький, нагрев и охлаждение происходят быстрее, чем у более крупного робота, что позволяет ему бегать быстрее, говорит в пресс-релизе Джон А. Роджерс, руководитель экспериментального проекта.
Вдохновением для сборки краба-пискуна послужила детская книжка; Роджерс и Хуанг разработали эту технику восемь лет назад. Они начали со сборных плоских конструкций, которые они приклеили на слегка растянутую резиновую подложку. Когда она расслабляется, натянутая подложка контролируемо сгибается, в результате чего происходит всплытие. В данном случае готовые конструкции в форме краба заставили подложку всплыть и принять соответствующую трехмерную форму краба.
Команда выбрала форму краба просто для того, чтобы было интересно наблюдать за тем, как миниатюрный робот извивается, как краб, но их метод трехмерной печати может быть использован для имитации любого животного или формы, говорят исследователи. В ходе исследования они также создали роботов размером в миллиметр, напоминающих дюймовых червей, сверчков и жуков.
Команда с нетерпением ждет развития робототехники, если такие маленькие микророботы смогут выполнять более сложные задачи.
"Вы можете представить себе микророботов как агентов для ремонта или сборки небольших конструкций или машин в промышленности или как хирургических ассистентов для очистки закупоренных артерий, остановки внутреннего кровотечения или удаления раковых опухолей - все это в рамках минимально инвазивных процедур", - говорит Роджерс в пресс-релизе. Примечательно, что в 2021 году его команда также создала самую маленькую летающую структуру, созданную человеком, с помощью крылатого микрочипа.