Об этом сообщает «КТРК» со ссылкой на SciTechDaily
Инженеры Принстонского университета разработали уникальный материал, который сочетает в себе свойства как вещества, так и робота. Этот metabot способен менять форму, расширяться и двигаться под воздействием электромагнитного поля, несмотря на отсутствие моторов и внутренних механизмов. Управление происходит дистанционно, что открывает новые горизонты в области робототехники и материаловедения.
Созданный из комбинации пластиков и магнитных композитов, metabot вдохновлен искусством оригами — складывания бумаги. Благодаря особой структуре и свойствам материала, он демонстрирует сложные движения и трансформации, которые контролируются с помощью внешнего магнитного поля. Эта инновация стала предметом публикации в журнале Nature, подтверждая значимость открытия.
Принцип работы и особенности metabot
Metabot представляет собой модульную конструкцию, состоящую из взаимозеркальных элементов с хиральной структурой. Такая геометрия позволяет материалу деформироваться, скручиваться и сокращаться под воздействием магнитного поля. Благодаря этому достигается комплексное поведение, которое ранее было недостижимо для подобных систем без двигателей.
Управление осуществляется через точно настроенное магнитное поле, которое инициирует поворот и сжатие элементов конструкции. Это позволяет metabot совершать движения с высокой степенью точности и быстроты. Ученые отмечают, что такое поведение моделирует эффект гистерезиса — зависимость реакции системы от предыдущих состояний, что является редким и сложным для моделирования явлением.
Возможные применения технологии
Технология metabot обещает революционные изменения в различных областях. В медицине такой материал может использоваться для создания миниатюрных роботов, доставляющих лекарства в определённые участки организма или помогающих в хирургии. Также перспективно использование в робототехнике, где гибкие и адаптивные материалы расширяют функциональность устройств.
Дополнительные применения включают терморегуляторы, меняющие поверхность для поглощения или отражения света, что позволяет регулировать температуру. Технология также может найти применение в антеннах и оптических устройствах, работающих с длинами волн. Уникальная структура metabot открывает новые возможности в создании адаптивных и интеллектуальных материалов.
Геометрия и структура как ключ к инновациям
Основой metabot служит структура, известная как узор Креслинга — пластиковые трубки, которые скручиваются при сжатии и сжимаются при скручивании. Эти элементы соединены в зеркальные пары, образующие длинные цилиндры, способные к асимметричным трансформациям. Такая конструкция обеспечивает независимое управление каждой частью через магнитное поле.
Уникальность metabot в том, что при разных последовательностях скручивания и раскручивания материал ведёт себя по-разному, нарушая классические законы физики для твёрдых тел. Это свойство делает его ценным инструментом для имитации сложных физических и экономических систем, а также для разработки новых логических устройств на физическом уровне.
Перспективы развития и значение открытия
Исследование metabot открывает новый этап в развитии материалов с адаптивными и роботизированными свойствами. Способность передавать крутящий момент на расстоянии и мгновенно реагировать на команды создаёт потенциал для множества инновационных применений в промышленности, медицине и науке. Эта разработка расширяет границы взаимодействия между механикой, электроникой и материалами.
Успех metabot демонстрирует, как вдохновение из традиционного искусства и современные технологии могут создать совершенно новые классы устройств. Продолжение исследований обещает появление ещё более сложных и функциональных систем, которые изменят подходы к проектированию и использованию материалов в будущем.
Напомним, ранее мы писали про этику использования искусственного интеллекта в журналистике.
