Mikroskopický kirigami robot mění tvar, dokáže lézt a bránit se

Laboratoř na Cornellově univerzitě již dříve vyrobila mikroroboty, kteří dokážou pohybovat končetinami, čerpat vodu umělými řasinkami a sami chodit. Tentokrát byla řada na jakémsi měňavci. Všestrannost robota založeného na metalistu (metasheet) je založena na novátorském designu inspirovaném technikou kirigami, příbuznou origami. Kirigami využívá řezy v materiálu k umožnění skládání, roztahování a pohyb.

Tým vedený profesorem fyziky Itai Cohenem publikoval svůj výzkum v časopise Nature Materials. Robot je složen z přibližně 100 panelů z oxidu křemičitého spojených více než 200 ovládacími klouby, z nichž každý je tenký jen 10 nanometrů. Při aktivaci elektrickým proudem mohou klouby vytvářet různé záhyby, což umožňuje robotovi měnit tvar, roztahovat se a smršťovat až o 40 %. To robotovi například umožňuje obalit předměty a poté se vrátit do plochého tvaru.
 

„Když lidé vyrobí robota, po jeho zhotovení může být schopen pohybovat některými končetinami, ale jeho celkový tvar je obvykle statický. Proto jsme vyrobili robota z metadestiček. To 'meta' znamená metamateriál, což znamená, že se skládá z mnoha stavebních prvků, které společně zajišťují mechanické chování materiálu,“ vysvětlil Liu.

Vytvoření takto malého stroje bylo náročným procesem. Jednou z největších výzev bylo vyřešit pohyb robota s tolika pohyblivými částmi. Výzkumníci nakonec zjistili, že robot se může pohybovat změnou tvaru.

Tým již přemýšlí o dalších fázích vývoje této technologie. Předpokládají kombinaci pružných mechanických struktur s elektronickými ovladači pro vytvoření ultra-reaktivních "elastronických" materiálů s unikátními vlastnostmi. Potenciální aplikace sahají od rekonfigurovatelných mikrostrojů až po miniaturizovaná biomedicínská zařízení.
 

Tento výzkum otevírá nové možnosti v oblasti inteligentních materiálů a mikrorobotiky s potenciálem překonat omezení přírodních materiálů a vytvořit nový typ inteligentní hmoty řízené fyzikálními principy, které přesahují možnosti přírodního světa.

Zdroj: Cornell University, AZrobotics, Nature