Группе инженеров из Китайского университета Гонконга удалось создать прототип робота, способного переходить из твердого в жидкое состояние и обратно. Такими свойствами он обязан своему составу. Кроме того, робот может выполнять множество полезных для людей функций. Информация о новом изобретении опубликована в журнале Matter.
Авторов вдохновила идея, почерпнутая из знаменитого фантастического фильма «Терминатор» режиссера Джеймса Кэмерона, где действует жидкий робот Т-1000. Оказывается, такую технологию можно сконструировать и в реальных условиях, а не только в головах фантастов. И это не первый раз, когда фантастическая идея воплощается в жизнь учеными. По словам разработчиков, робот состоит из сплава, в который входят магнитные микрочастицы, а также такие металлы, как железо, бор и неодим, погруженные в галлий.
При температуре 29,8 градуса по Цельсию материал, из которого сделано устройство, начинает плавиться. Для начала процесса плавления не требуется внешний источник тепла, достаточно поместить робота между магнитами с настроенными магнитными полями, и сплав «мягчеет». При прекращении воздействия робот возвращается назад в свою твердую форму, находясь в которой он способен переносить груз, в 30 раз превышающий его массу.
Также в различных состояниях устройство может передвигаться всевозможными способами, обходить препятствия, карабкаться по стенам. Так, в ходе одного из экспериментов роботу поставили задачу донести светодиод до платы, установить его и зажечь. Задача была выполнена.
Но зачем в принципе роботу нужна смена форм?
Человек или животное могут перестать нормально функционировать при резком повышении или снижении температуры и других неблагоприятных условиях.
Помимо этого твердое тело не в состоянии бывает передвигаться под определенным углом, по тем или иным поверхностям, просочиться в узкое отверстие. А подобный трансформер все это сможет.
Впрочем, похожие изобретения уже случались. Взять хотя бы зоороботов. Так, робот-червь, изготовленный по образу и подобию круглого червя Caenorhabditis elegans, которого биологи и генетики часто используют для проведения опытов, представляет собой эластичную гусеницу с круглой белой головой и колесиками вместо лапок. Главным достоинством гусеницы является способность огибать различные препятствия.
Интерес представляет и робот-ящерица. Это проект на стыке биологии и механики. У живых гекконов робот позаимствовал умение передвигаться по вертикальной поверхности, в этом ему помогают специальные присоски. В то же время в отличие от живых чешуйчатых собратьев такой ящерке не требуется кислород, она может функционировать даже в условиях вакуума. В первую очередь роботы-ящерицы могут быть задействованы для космических исследований.
В свою очередь электронная собака может пробежать более 30 километров без подзарядки с грузом до 180 килограммов. Такой робот способен, к примеру, заниматься транспортировкой раненых и травмированных людей.
Робота-гепарда можно использовать для доставки срочных сообщений, когда другие средства связи недоступны. Такая электронная кошка способна развивать скорость до 18 километров в час. К тому же она может выполнять свои функции и в экстремальных ситуациях, допустим, в условиях боевых действий. Так как «гепард» умеет передвигаться не только по прямой, но и по зигзагообразной траектории, он сможет уйти, скажем, от огня снайпера.
Не так давно специалисты из университетов Цинхуа и Бехайнского (Китай), а также Калифорнийского университета в Беркли разработали модель робота размером с насекомое. Внешне он выглядит как прямоугольный кусочек металла размером с почтовую марку. Весит робот менее одной десятой грамма, но при этом способен выдерживать вес, в миллион раз превышающий его собственный.
Конструкция изготовлена из тонкого листа поливинилидендифторида – пьезоэлектрического материала, способного расширяться и сжиматься под воздействием переменного тока. Благодаря этим свойствам, а также наличию передней ноги и эластичного полимерного слоя робот может маневрировать, двигаясь вперед со скоростью 20 сантиметров в секунду. Кроме того, он способен подниматься по пологим склонам, преодолевать различные препятствия и даже переносить небольшие грузы.
Предполагается, что такие роботизированные устройства смогут с большой скоростью передвигаться по сложным маршрутам и проникать в такие уголки, куда не сможет ступить нога человека и куда нельзя запустить более крупную спецтехнику. Скажем, их можно будет использовать для поисково-спасательных операций в условиях ограниченного пространства.
Полезны будут такие устройства и в зонах, где опасно находиться живым существам, например, из-за радиационных и газовых утечек. Чтобы идентифицировать такие утечки, робота оснастят соответствующими датчиками. Пока гаджет работает только от источника питания, но в будущем планируется оснастить его мини-батареей.
Однако наш «Терминатор» – это нечто! Конечно, можно создать роботов, изначально имеющих определенную форму, в том числе и жидкую. Но это будет уже не так рационально, поскольку не всегда известно заранее, какие задачи придется решать устройству в тот или иной момент.
Не исключено, что таких роботов можно будет широко использовать в медицинской сфере, как в медицине катастроф, когда, скажем, надо оказывать помощь людям, находящимся под завалами, так и в процессе диагностики, во время процедур и операций.
Скорее всего, устройства со временем будут реализованы в разных модификациях, в том числе и в виде боевых терминаторов. Во всяком случае вероятность этого довольно высока.
Ирина ШЛИОНСКАЯ
Читайте материал в сетевом издании «Учительская газета».