Při pátrání v nedostupných prostředích jsou dosud převážně používány přístroje, jimž je dodávaná energie z baterií. Například sondy pro zkoumání moří, jeskynních systémů nebo potrubí. Vysoká hmotnost baterie a omezená výdrž akumulátorů však značně omezují možnosti nasazení.
Logické obvody bez zásobování energií
Řešení těchto problémů našli vědci z Univerzity v Pensylvánii. Vyvinuli inteligentní struktury, které za určitých podmínek mění svojí formu – zcela bez elektřiny či motorů. Tyto struktury je možné vyrobit pomocí 3D tiskárny.
Výsledky zveřejnili v odborném časopisu Nature Communications. Výzkumný tým pod vedením asistujícího profesora Jordana Raneye se inspiroval přírodou. Pro chycení svojí kořisti se například masožravé rostliny rozevírají a chňapají po hmyzu. Při chybném alarmu nebo po strávení se znovu otevírají. Jde tedy o jednoduchou logiku if/then, jak jí známe z informatiky.
Takové programovatelné struktury nyní mohou být vytištěny. Na základě své geometrie jsou bistabilní, mohou tedy po určitý čas setrvat ve svou různých stavech, a reagují na předdefinované vnější podněty, když se mezi oběma stavy přepínají.
Chytré struktury reagují na ropu či vodu
Podle vědců je možné vyrobit libovolně komplikované logické obvody. Možnými aplikacemi jsou například plovoucí kontejnery, které se automaticky otevřou a přijmou sondu, je-li voda znečištěná ropou. S pomocí příslušně reagujících materiálů je možné také zajistit citlivost na teplo nebo světlo. Díky kombinaci několika elementů je realizovatelné také mechanické zaklíčování. Lze si například představit box, který dá otevřít jenom pomocí řady správně načasovaných vnějších vlivů – při určité teplotě, intenzitě světla, nebo přítomnosti chemického roztoku. Při jiné sekvenci by box zůstal uzavřený.
Výzkum 4D tisku
Takové objekty z 3D tiskárny, které se dají samostatně měnit, se označují pod pojmem „4D tisk“. Různé univerzity tuto technologii již detailně zkoumají. Například na MIT (Massachusetts Institute of Technology) výzkumníci vyvinuli materiály, které se po zatřesení sestaví do uspořádaných struktur. Umělé rostliny, které samostatně vykvetou nebo se uzavřou, byly vytištěny na Viktoriině univerzitě ve Wellingtonu na Novém Zélandu.
Výzkumníci na Georgijském technickém institutu vytiskli umělé látky, které mění tvar podle teploty, a Fraunhoferův institut pro materiálovou mechaniku zase vytvořil programovatelné materiály, které jsou pod běžným zatížením měkké, zatímco při vyšším zatížení se utvrzují.
