«Когда мы представляем движущуюся машину, такую как робот, мы представляем что-то, в значительной степени сделанное из твердых материалов», — объясняет Мартин Кальтенбруннер. Он и его команда исследователей из отдела физики мягких материалов JKU и лаборатории мягких материалов LIT работают над созданием системы на основе мягких материалов. В основе создания подобных систем лежит идея создать благоприятные условия, которые будут поддерживать тесное взаимодействие между роботом и человеком в будущем и без возможного физического вреда от прочных механических машин.
Ученые представили новый подход к электромагнитным двигателям. Вместо медной проволоки и железа, основными ингредиентами в мягких роботах стали эластичные материалы и жидкий металл. Ученые также недавно представили новый тип биогеля, который является эластичным, гибким и достаточно стабильным, чтобы в сочетании с электронными компонентами создать своего рода «мягкого робота ».
Группа, возглавляемая Кальтенбруннером и Денисом Макаровым (Центр им. Гельмгольца, Дрезден-Россендорф), в настоящее время делает еще один шаг вперед в разработке таких машин. Два исследователя отметили, что раньше недостатком было то, что мягкие роботы могли очень медленно менять форму. Их новая идея основана на использовании гибкого пластика полидиметилсилоксана и смешивании магнитных микрочастиц, таких как сплав неодима, железа и бора.
Исследователи придали своим маленьким мягким роботам разные формы. В зависимости от формы, места размещения микрочастиц и толщины используемых материалов, роботы могли двигаться по-разному под воздействием изменяющегося магнитного поля в окружающей среде. Эти приводы имеют толщину всего несколько микрометров и вес в несколько микрограммов, поэтому для их перемещения требуется мало энергии. Кроме того, компоненты могут повторять движения миллионы раз без каких-либо изменений.
Влияя на магнитное поле и изменяя его, Кальтенбруннер и его коллеги сумели построить крошечных роботов, которые могли парить, плавать и — в самом широком смысле — даже ходить. Ученые также показали, что всего за несколько миллисекунд их роботы в форме цветов могут поймать приземлившуюся на них муху.
Ученые говорят, что их разработка открывает новые возможности для создания мягких роботов, которые способны очень быстро перемещаться. Долгосрочная идея состоит в том, чтобы в первую очередь производить более сложные мини-машины, которые могли бы, например, помочь работать с кровеносными сосудами в организме человека. Для этого используемые материалы должны быть биоразлагаемыми и легко контролируемыми.