Американські вчені зробили крихітного робота, якого живить інфрачервоне світло

Команда дослідників з Університету Північної Кароліни створила мініатюрного м’якого робота, який здатний стрибати безперервно, поки на нього падає інфрачервоне світло. Жодних батарейок, моторів чи електронних компонентів — лише фізика пружності та особлива форма конструкції.

Зовні пристрій нагадує сережку або краплю: зігнутий шнур з рідкокристалічного еластомера, з’єднаний тонкою V‑подібною алюмінієвою скобою. Інфрачервоне світло нагріває шнур, той скорочується й закручується, накопичуючи пружну енергію — як заведена гумка іграшкового літачка. Коли енергія досягає максимуму, скоба різко клацає вниз, відштовхується від поверхні й виштовхує робота вперед або вгору. Після приземлення шнур сам повертається у вихідну форму й одразу готовий до наступного стрибка.

«Ми використовуємо крутний момент для накопичення пружної енергії», — пояснює профільний дослідник, професор механіки та аерокосмічної інженерії Цзє Інь. За його словами, саме тому роботу не потрібне зовнішнє скидання між стрибками — він скидається сам.

Кут V‑подібної скоби визначає характер руху. При куті 120 градусів робот просто повзе вперед. При 90 градусах — стрибає горизонтально на відстань, що втричі перевищує його довжину тіла. А якщо кут звузити до 50 градусів, пристрій злітає вертикально на висоту, яка у 80 разів перевищує його розмір. Один геометричний параметр повністю змінює поведінку машини.

Щоб збільшити дальність стрибка, дослідники додавали невеликий вантаж на протилежний від скоби бік. За словами першого автора роботи Фанцзє Ці, це зміщує центр маси й забезпечує потужніший та стабільніший рух уперед — подібно до того, як плавець нахиляється перед стрибком зі стартової тумбочки.

До цього часу безперервне автономне стрибання залишалося невирішеною задачею для м’якої робототехніки: більшість конструкцій потребували зовнішнього втручання або складної системи керування для перезапуску. Новий робот долає ці обмеження, адаптується до нерівного рельєфу, рідкого середовища й перешкод — і все це без жодного оператора.

Конкретних прикладних завдань для нього поки що немає, визнають автори. Проте дослідники вбачають потенціал у навігації складним рельєфом, роботі у зграях мікророботів та дослідженні важкодоступних середовищ. Якщо оснастити такі пристрої легкими мікросенсорами, вони зможуть автономно збирати дані там, куди людині чи важкій техніці не дістатися. Результати дослідження опубліковані у виданні Pro­ceed­ings of the Nation­al Acad­e­my of Sci­ences.