Однажды инженеры из Университета Принстона, США, вдохновились оригами и фильмами «Трансформеры». Так, они разработали «метаматериал», который реагирует на магнитные поля. Так называемый метабот расширяется, сжимается, скручивается и передвигается без единого механизма внутри.
В США создали «метабот»! Это материал-трансформер без моторов и электроники
Американские инженеры создали уникальный материал, который может менять форму, двигаться и выполнять команды, словно робот. И вот как «метабот» стирает границы между робототехникой и материалами.
Aaron Nathans
Новая технология открывает путь к медицинским микророботам, «умным» покрытиям и новым подходам в робототехнике.
Метабот: трансформация без двигателя
Идея американских инженеров состоит из модульной конструкции из пластика и магнитных композитов.
- Управляя внешним магнитным полем, ученые могут заставить материал буквально оживать — менять форму и перемещаться.
- Как показали в видео и как отметил профессор Минцзе Чэн, «метабот» способен мгновенно выполнять сложные движения без проводов и моторчиков.
Секрет в хиральности — зеркально симметричных ячейках.
Зеркально симметричные ячейки позволяют материалу скручиваться, сжиматься и деформироваться по заданной программе.
От микророботов до терморегуляции
Прототипы метаботов уже создали в масштабе 100 микрон — чуть толще человеческого волоса.
В будущем подобные конструкции смогут доставлять лекарства к необходимой точке назначения или помогать хирургам восстанавливать ткани.
Шикси Занг и Туо Чжао, Константинос Манос и Сянсин Данг из Университета Принстона /
Специалисты из США также продемонстрировали «умный» терморегулятор. Этот материал меняет отражающую способность поверхности, позволяя регулировать температуру от 27°C до 70°C под солнечными лучами.
Геометрия меняет правила физики
В основе «метабота» лежит оригами-структура Kresling — трубки, которые скручиваются и сжимаются под действием магнитного поля.
- Соединенные в зеркальной последовательности, трубки позволяют материалу вести себя нестандартно.
- Например, по-разному реагировать на одинаковые действия в разной последовательности.
- Это имитация эффекта гистерезиса — когда система «помнит» предыдущее воздействие.
По словам профессора Дэна Паулино, новая технология может стать физической альтернативой логическим схемам компьютеров и использоваться для моделирования сложных процессов без электроники. А в более прикладных сферах метаботы найдут применение в робототехнике, аэрокосмической отрасли и медицине.