Новая технология позволяет управлять конечностями микронного размера.

Повышенное внимание к мягким роботам объясняется тем, что их можно использовать там, где обычный «жесткий» механизм сломается, столкнувшись с препятствием, или повредит то, с чем он работает. Инженеры рассчитывают, что в дальнейшем мы научимся создавать автономных роботов, имитирующих живые организмы – например, насекомых. Уже есть успешные примеры мягких роботов-скатов и роботов-медуз. 

Пока что робот-паук довольно велик, но новая технология позволяет во много раз его уменьшить. (Фото: Harvard University)

В последние несколько лет специалисты пытаются сделать небольшие мягкие роботы достаточно подвижными, чтобы им можно было доверить сложные манипуляции – например, обследовать технику и коммуникации или ассистировать во время медицинских процедур. Но пока что мягкие роботы миллиметрового масштаба способны совершать только примитивные движения.

Сконструированный недавно в Гарвардском университете прототип, имитирующий паука-скакуна, имеет несколько степеней свободы и относительно недорог в изготовлении. И хотя устройство сравнительно велико, размером порядка сантиметра, исследователи заявляют, что технология позволяет создавать миллиметровых роботов с микронными подвижными деталями. 

Сейчас мягких роботов в основном изготавливают, заливая эластичные материалы в формы, или печатая детали на трехмерных принтерах. У этих способов есть ограничения: трехмерная печать, например, пока не позволяет смешивать нужные эластичные материалы и добиваться нужного разрешения.

В статье в Advanced Materials предлагается собирать робота из нескольких слоев эластичного материала. Слои с микроканалами создают литографическим способом, необходимые отверстия в слоях вырезают лазером. Робот-паук состоит из 12 слоев, его микроканалы заполнены жидкостью и используются для управления: регулируя толщину слоев и направление микроканалов можно добиться требуемых движений. (Видео с двигающимся роботом).

Некоторые микроканалы инженеры заполнили эластичной смолой, твердеющей под воздействием ультрафиолета. Это позволило придать мягкому роботу форму – его конечности полусогнуты, как у обычных пауков, когда они расслаблены.

По словам авторов работы, в перспективе подобных роботов-пауков можно будет использовать в самых разных целях: и для медицинских манипуляций, и, например, для изучения поведения животных. Стоит отметить, что нового робота разрабатывали при финансовом участии DARPA – Управления перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США.