Мягкая робототехника стремится имитировать адаптивность естественных организмов, но часто зависит от сложных внешних систем привода. Прорыв Института KRICT в Корее может радикально упростить это. Они создали полимер на основе серы, промышленного отхода, специально для 4D-печати. Этот материал не только легко печатается и перерабатывается бесконечно, но и позволяет создавать роботов, которые автономно меняют форму под воздействием стимулов, таких как тепло, без моторов и проводов.
От отхода к роботу: цикл динамического полимера 🤖
Инновация заключается в химии динамических связей полимера. В горячем состоянии он пластичен и позволяет проводить обычную 3D-печать. При охлаждении он затвердевает, сохраняя напечатанную форму. Магия четвёртого измерения (времени) проявляется благодаря программируемой памяти формы. При повторном нагреве до определённой температуры материал восстанавливает предопределённую форму. Исследователи продемонстрировали структуры с множественными ответами, где разные части активируются последовательно при различных температурах. Это позволяет реализовывать сложные функции: плавающий робот, который машет «плавниками», захватывающий манипулятор, который закрывается при нагреве, или капсулы, которые само собираются.
К по-настоящему устойчивой и простой робототехнике ♻️
Это развитие выходит за рамки простой новизны. Оно представляет собой ключевую конвергенцию: устойчивость за счёт переработки отхода и полной переработки робота; структурную простоту за счёт устранения внешних актуаторов; и интеллектуальную автономию благодаря программируемым материалам. Будущее может увидеть мягких роботов, разворачиваемых и активируемых солнечным светом, или инструменты, которые адаптируются самостоятельно. Это твёрдый шаг к робототехнике, где интеллект присутствует не только в коде, но и inherentно в материале.
Как комбинация переработанной серы и 4D-структур может преодолеть ограничения привода и устойчивости в следующем поколении автономных мягких роботов?
(ПС: Симулировать роботов весело, пока они не решают не выполнять твои приказы.)