АМ: созданы магнитные мягкие роботы на основе программируемых волокон

Их целью было обеспечить передвижение роботов с помощью однонаправленных магнитных полей. В своей статье, опубликованной в журнале Advanced Materials, команда описывает свои достижения в преодолении проблем, с которыми сталкиваются другие исследователи, стремящиеся создать мягких роботов с магнитным управлением, и представляет разработанные ими дизайны роботов.

Создание мягких роботов, которые могут быть управляемыми с помощью магнитного поля, является сложной задачей, как отмечает команда Массачусетского технологического института. Помимо проблем с разворачиванием, ранее исследователи сталкивались с трудностями масштабирования и производства. Это приводило к тому, что большинство мягких роботов имели двумерные структуры и ограниченную функциональность. В своей новой работе команда описывает, как они преодолели эти сложности и создали полезные трехмерные мягкие роботы с магнитным управлением.

Для преодоления проблемы громоздкого оборудования, связанной с использованием магнитов для управления мягкими роботами, исследовательская группа применила волоконные проводы и магнитные эластомерные композиты. Они разработали проводы с использованием теплового черчения, что позволило создать гибкое ферромагнитное соединение.

Затем каждая конструкция была подвергнута деформации, приводящей к их преобразованию в вертикальную структуру. Эти структуры могут складываться в нескольких точках под воздействием магнитной силы, что приводит к сужению и расслаблению, аналогично движению гусениц. Добавление точек складывания обеспечивает большую гибкость. Для имитации двуногого движения введены точки складывания, которые разделены на линейные формы ног и стопы.

Полученные 3D-роботы могут быть контролируемыми путем изменения приложенной нагрузки и силы магнитного поля. Это позволило создать червеподобные роботы, некоторые из которых ползали, а другие ходили. Исследователи отмечают, что движение роботов было обусловлено магнитным полем, ориентированным ортогонально плоскости движения. Они также указывают, что роботы могут быть программированы для перевозки грузов или совместного выполнения задач с другими аналогичными роботами.

Исследовательская группа отмечает, что конструкция роботов обладает масштабируемостью и открывает новые возможности применения магнитно управляемых мягких роботов в области биомедицины и инженерии. Информация об этом размещена в журнале Tech Xplore.