Специалисты из Школы инженерных и прикладных наук Генри Самуэли Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработали технологию для проектирования и печати роботов «за один шаг». Созданные устройства не требуют сборки и настройки, а могут работать сразу.
С помощью новой стратегии проектирования и 3D-печати инженеры одновременно изготавливают все механические и электронные системы, необходимые для работы робота. Поскольку внутренняя сеть движения и датчиков уже установлена, единственным необходимым внешним компонентом является небольшая батарея для питания устройств.
Для этого разработчики задействовали метод печати пьезоэлектрических метаматериалов. Это структуры со сложной решеткой, которые изменяют форму и двигаются под действием электрического поля. Метаматериалы могут быстро вращаться, изгибаться, скручиваться и изменять форму, а в результате физического воздействия могут генерировать электрический заряд.
Созданные из таких материалов роботы могут обнаруживать препятствия с помощью эха и ультразвукового излучения, а также реагировать на внешние раздражители через контур управления с обратной связью. Со сложными движениями, несколькими режимами восприятия и программируемыми способностями к принятию решений — все элементы тесно связаны. Это похоже на биологическую систему с нервами, костями и сухожилиями, работающими в тандеме для выполнения контролируемых движений.
Чтобы продемонстрировать возможности разработки, исследователи создали трех «метаботов» с разными возможностями. Один может перемещаться по S-образным углам и произвольно расположенным препятствиям, другой — "убегать" в ответ на контактное воздействие, третий — ходить по пересеченной местности и совершать небольшие прыжки.