
Мягким роботам подаёт энергию восстанавливающийся органогель
Мягкая робототехника — направление, которое занимается созданием роботов из мягких и гибких материалов. Она потенциально применима в здравоохранении, производстве, при спасательных работах и так далее.
Но при этом возникали сложные задачи. Материалы для мягкой робототехники, должны быть гибкими и устойчивыми к разрыву, а ещё зачастую электропроводящими для поддержки интегрированного зондирования, приведения в действие и запуска алгоритмов искусственного интеллекта (ИИ). С силиконами, эластомерами, гидрогелями и сплавами с памятью формы проводились многочисленные эксперименты, но они редко соответствуют всем критериям для оптимальной работы мягкого робота.
Инженеры лаборатории мягких машин Университета Карнеги-Меллона недавно описали новый самовосстанавливающийся электропроводящий органогелевый композитный материал. Свойства его могут оказаться идеальными для мягкой робототехники. Он обладает низкой жёсткостью и высокой растяжимостью, а при повреждении способен восстанавливаться. Для поддержки расширенных функций материалу также придали высокую электропроводность.
Органогелевый композит состоит из поливинилового спирта на основе бората натрия и пропитан микрочастицами серебра и микрокаплями жидкого металла на основе галлия. Это формирует просачивающуюся сеть внутри материала, которая обладает высокой проводимостью и устойчива к потере целостности. Поскольку гидрогели имеют тенденцию к быстрому высыханию, воду заменили этиленгликолем, органическим растворителем. В итоге формула предотвращает обезвоживание более чем на 24 часа.
Чтобы продемонстрировать свойства проводящего органогеля, команда использовала новый материал для питания мягкой роботизированной улитки. Они разрывали соединение, и улитка продолжала движение, хотя и с меньшей скоростью. Прикосновение показало способность к самовосстановлению.
Такую способность можно использовать для создания меняющихся схем, соединяя проводники по-другому, просто прижав свободные концы друг к другу. Инженеры показали, как это можно использовать, чтобы придать игрушечному авто новую функцию. Временно отключили питание двигателя, а затем использовали дополнительные кусочки материала для питания светодиода на крыше «повозки».
И последнее, но не менее важное: исследователи продемонстрировали, что можно снимать показания электромиографии с различных участков тела, размещая материал на коже человека. В ходе исследования замеряли активность кисти, предплечья и икр. Успех испытаний показал, что гель пригоден для использования в качестве биоэлектрода, который напрямую взаимодействует с электроникой в будущих носимых устройствах.
В дальнейшем команда планирует объединить эту работу со своими предыдущими усилиями по разработке искусственных мышц.
Но при этом возникали сложные задачи. Материалы для мягкой робототехники, должны быть гибкими и устойчивыми к разрыву, а ещё зачастую электропроводящими для поддержки интегрированного зондирования, приведения в действие и запуска алгоритмов искусственного интеллекта (ИИ). С силиконами, эластомерами, гидрогелями и сплавами с памятью формы проводились многочисленные эксперименты, но они редко соответствуют всем критериям для оптимальной работы мягкого робота.
Инженеры лаборатории мягких машин Университета Карнеги-Меллона недавно описали новый самовосстанавливающийся электропроводящий органогелевый композитный материал. Свойства его могут оказаться идеальными для мягкой робототехники. Он обладает низкой жёсткостью и высокой растяжимостью, а при повреждении способен восстанавливаться. Для поддержки расширенных функций материалу также придали высокую электропроводность.
Органогелевый композит состоит из поливинилового спирта на основе бората натрия и пропитан микрочастицами серебра и микрокаплями жидкого металла на основе галлия. Это формирует просачивающуюся сеть внутри материала, которая обладает высокой проводимостью и устойчива к потере целостности. Поскольку гидрогели имеют тенденцию к быстрому высыханию, воду заменили этиленгликолем, органическим растворителем. В итоге формула предотвращает обезвоживание более чем на 24 часа.
Чтобы продемонстрировать свойства проводящего органогеля, команда использовала новый материал для питания мягкой роботизированной улитки. Они разрывали соединение, и улитка продолжала движение, хотя и с меньшей скоростью. Прикосновение показало способность к самовосстановлению.
Такую способность можно использовать для создания меняющихся схем, соединяя проводники по-другому, просто прижав свободные концы друг к другу. Инженеры показали, как это можно использовать, чтобы придать игрушечному авто новую функцию. Временно отключили питание двигателя, а затем использовали дополнительные кусочки материала для питания светодиода на крыше «повозки».
И последнее, но не менее важное: исследователи продемонстрировали, что можно снимать показания электромиографии с различных участков тела, размещая материал на коже человека. В ходе исследования замеряли активность кисти, предплечья и икр. Успех испытаний показал, что гель пригоден для использования в качестве биоэлектрода, который напрямую взаимодействует с электроникой в будущих носимых устройствах.
В дальнейшем команда планирует объединить эту работу со своими предыдущими усилиями по разработке искусственных мышц.
- Дмитрий Ладыгин
- youtu.be/HOK_926dkfM
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас

Прогноз-2025: Кто первым нажмет красную кнопку в Третьей мировой?
Эксперты говорят: ядерная война может начаться гораздо быстрее и внезапнее, чем считалось до этого....

Ученые поражены: у растений есть секретный второй набор корней глубоко под землей
Это не только сенсация в ботанике, это вообще переворот в науке....

Найдено идеальное место для жизни на Марсе
По словам ученых, оно похоже… на нашу Сибирь....

Тайна разгадана: стало известно, почему большинство кошек предпочитают спать строго на одном боку
Оказалось, что это древний защитный механизм, которому миллионы лет....

Уникальная находка в Нидерландах: археологи обнаружили римский лагерь далеко за пределами Империи
Как лидар и искусственный интеллект нашли объект-«невидимку» II века....

Эксперты обнаружили существ, переживших прямой удар астероида, который уничтожил динозавров
Почему конец света — это вовсе не повод, чтобы вымирать?...

Ученые хотят создать хранилище микробов, чтобы те… не вымерли
Звучит кошмарно, но на самом деле от этого зависит судьба всего человечества....

32 удивительных подарка за последние 20 лет: ученые пытаются понять, за что косатки «балуют» людей
Природная доброта? Любопытство? Желание выйти на контакт?...