Чудеса техники: хирурги-терминаторы и жидкие осьминоги среди нас
Специалисты Массачусетского технологического института изобрели материал из воска и пены, позволяющий воплотить в реальность технологию, описанную в "Терминаторе": переходить из твердого в жидкое состояние и обратно. Результаты исследования описаны в журнале Macromolecular Materials and Engineering.
Такой чудесный материал появился в ходе работы над проектом ChemBots - "Химические роботы", который финансирует Агентство по перспективным оборонным научно-исследовательским разработкам США - DARPA. Американские военные заказали команде ученых из Массачусетского технологического института роботов-осьминогов, способных сжаться, протискиваясь между завалами, а потом вернуться к исходной форме и начать работать. Таким образом, нужно было придумать робота, который менял бы в зависимости от ситуации свою структуру - становился то мягким, то твердым. "Если роботу надо куда-то протиснуться, он смягчается, а если предполагается применение силы, то хотя бы некоторые его элементы должны быть твердыми. Соответственно, нужен был материал-трансформер", - поясняет возглавившая разработку Анетта Хосой.
Чтобы создать новый материал, ученые погрузили полиуретановый каркас с ячейками в ванну с расплавленным воском, а потом провели электрические провода и дождались заполнения полостей. Решетка из полиуретана держит форму, а если пустить по ней ток, то воск тает и конструкция становится мягкой. Если ток отключить, воск снова затвердевает и полиуретановый каркас возвращается в исходное состояние. Новый материал вошел в категорию протеев - названных так в честь древнегреческого морского божества - Протея, обладавшего удивительной способностью менять свой облик, перетекать из одного состояния в другое. Хотя более понятный большинству аналог - Терминатор.
Немловажный плюс изобретения состоит в том, что изготовление материала не требует существенных вложений: воск и полиуретановую пену можно приобрести в любом хозяйственном магазине. Вместо воска можно использовать более прочные субстанции - сплавы на основе олова или свинца.
Из нового материала можно создавать сначала отдельные детали, а потом и целые механизмы, меняющие свою форму в процессе эксплуатации. В ближайшей перспективе это будут не только роботы-осьминоги, но и роботы-хирурги: меняюще свое состояние микророботы легко протиснутся между сосудами и внутренними органами человека, не повреждая их.
Сейчас команда ученых из Массачусетского технологического института работает над другими необычными материалами: жидкостями со взвешенными частицами, которые при включении магнитного и электрического поля переходят из жидкого в твердое состояние.
Новый протей - уже не первый материал-трансформер в области робототехники: в прошлом году ученые испанского Центра электрохимических технологий CIDETEC создали термоактивный эластомер, способный самостоятельно восстанавливаться без каких-либо посторонних вмешательств. Команда инженеров во главе с Айбоном Одриозолой назвали эластомер "терминатором", поскольку всего за два часа материал восстанавливается до 97%. Изобретение будут использовать в медицине, для создания биоматериалов, строительства автомобилей, самолетов и домов.
