Об этом сообщает «Politexpert» со ссылкой на SciTechDaily
Инженеры Принстонского университета разработали уникальный материал, способный менять форму, двигаться и реагировать на электромагнитные команды без использования моторов или внутренних механизмов. Этот «метабот» объединяет свойства материала и робота, открывая новые горизонты в робототехнике и материаловедении. Основой технологии послужила идея оригами — искусства складывания бумаги, благодаря которой создана структура с уникальными механическими свойствами.
Метабот состоит из множества модульных ячеек, зеркально отражающих друг друга, что обеспечивает сложные и разнообразные движения. Управление осуществляется дистанционно с помощью магнитного поля, которое заставляет материал изгибаться, расширяться или сжиматься. Такая концепция позволяет комбинировать простые движения в сложные, значительно расширяя функциональные возможности устройства.
Принцип работы и инновационная структура
Главной особенностью метабота является его «хиральность» — свойство зеркального отражения частей конструкции. Модули соединены так, что при вращении одной части цилиндра другая реагирует противоположным движением. Это обеспечивает асимметричное поведение, позволяющее создавать уникальные механические эффекты, которые трудно смоделировать традиционными способами.
Использование электромагнитного поля для дистанционного управления метаботом позволяет мгновенно и точно передавать вращательный момент на расстоянии. Такая технология выводит робототехнику на новый уровень, устраняя необходимость в тяжелых и сложных приводах, что открывает перспективы для создания миниатюрных и гибких роботов.
Возможные области применения
Применение метабота обещает революцию в различных сферах, включая мягкую робототехнику, аэрокосмическую инженерию и медицинские технологии. В медицине этот материал может использоваться для доставки лекарств внутри организма или для помощи хирургам при восстановлении тканей и костей. Благодаря способности изменять форму и двигаться, метаботы способны выполнять задачи, недоступные традиционным роботам.
Кроме того, исследователи продемонстрировали терморегулятор, меняющий температуру поверхности путем перехода от светопоглощающей черной к отражающей белой. Такая технология может найти применение в устройствах для управления теплом, антеннах и оптических приборах, расширяя функциональность материалов будущего.
Геометрия и математическое моделирование
Основой конструкции метабота служит узор Креслинга — скручивающиеся пластиковые трубки с опорными стержнями. Соединение двух зеркальных трубок создает цилиндр, который реагирует на кручение и сжатие, демонстрируя необычные механические свойства. Благодаря этому можно управлять каждой частью цилиндра отдельно, создавая сложные движения.
Такое асимметричное поведение имитирует гистерезис — явление, при котором реакция системы зависит от её предыдущего состояния. Метабот предлагает физическую модель для изучения таких сложных процессов, что открывает новые возможности для разработки роботов с уникальной логикой и поведением.
Напомним, ранее мы писал про искусственный интеллект и прогнозирование роста компаний.