Самовосстанавливающийся роботизированный захват может стать будущим устойчивой мягкой робототехники

Исследователи из Свободного университета Брюсселя (VUB) в Бельгии создали захват, роботизированную руку и искусственную мышцу. Механизмы обладают способностью к самовосстановлению и состоят из резиноподобных полимеров, которые выглядят как желе. Когда они получают повреждения, они могут затем самостоятельно полностью восстановиться. Все, что нужно сделать для начала процесса саморегенерации — немного их нагреть.


Самовосстанавливающийся универсальный захват (SHUG) основан на использовании микроскопических стальных шариков, заключенных в самовосстанавливающуюся мембрану. Благодаря термообратимым ковалентным связям Дильса-Алдера в иновационном полимерном материале, захват может восстанавливаться от макроскопических повреждений, включая царапины и проколы. Температурно-ассистированное восстановление регулируется замкнутым способом с помощью встроенной термопары и джоулевого нагревателя. Экспериментальная проверка демонстрирует адаптивность, устойчивость и перерабатываемость SHUG. В отличие от других универсальных захватов, весь SHUG может быть полностью переработан и вторично использован.

Самовосстанавливающиеся роботы имеют ряд преимуществ перед традиционными жесткими роботами. Они могут адаптироваться к различным формам и размерам объектов, которые им необходимо захватить, без необходимости сложных алгоритмов управления. Они также могут защитить себя от механического воздействия, такого как удары или уколы, и продолжать работать после восстановления. Это делает их подходящими для работы в непредсказуемых и опасных средах, таких как космос, подводный мир или поле боя.



Однако самовосстанавливающиеся роботы также сталкиваются с рядом проблем и ограничений. Они требуют дополнительного источника энергии для нагрева и восстановления, что может увеличить их вес и сложность. Они также могут потерять свои функциональные свойства после многократного восстановления, таких как эластичность, прочность или жесткость. Кроме того, они могут быть подвержены химическому или биологическому разложению, если они используются во влажных или агрессивных средах.

Поэтому для развития самовосстанавливающейся мягкой робототехники необходимо улучшить свойства материалов, уменьшить потребление энергии, повысить надежность и долговечность, а также обеспечить безопасность и экологичность. Возможно, в будущем появятся новые технологии, которые позволят мягким роботам восстанавливаться без нагрева, например, с помощью света, электричества или химических реакций. Также возможно, что мягкие роботы смогут самостоятельно обнаруживать повреждения и инициировать процесс восстановления, не требуя вмешательства человека. Это сделает их более автономными и адаптивными, а также способными к самообучению и самоорганизации.