Робот променя формата си, бяга от килия, втечнявайки се и отново се втвърдява (видео)

Робот, който може да преминава между твърдо и течно състояние, е заснет да бяга от миниатюрна затворническа килия с решетки, които са твърде близо една до друга, за да му позволят да излезе в твърда форма.

Създателите твърдят, че са се вдъхновили от способността на морските краставици да променят твърдостта на тъканите си, но за нас това видео много напомня на един известен филм.

Роботите с твърдо тяло са често срещани, макар че все още не са достигнали възможностите на научнофантастичните филми. Техните аналози с меко тяло могат да влизат в тесни пространства, но това, което могат да правят там, е ограничено, а и са трудни за управление.

Екип, ръководен от д-р Чънфън Пан (Chengfeng Pan) от Китайския университет в Хонконг, е направил робот, който може да сменя състоянията си в зависимост от това, което е по-необходимо, с видео, което обобщава това. Бягството от затвора може да изглежда като от познат филм, но подобни роботи биха могли да предоставят и животоспасяващи услуги, които другите не могат.

"Даването на възможност на роботите да превключват между течно и твърдо състояние им дава повече функционалност", посочва Пан в изявление.

Постижението се основава на материал, който може да преминава между твърдо и течно състояние под въздействието на магнитно поле, което авторите наричат "магнитоактивна машина за преход между твърда и течна фаза".

За да я направят, те се нуждаят от метал, който се превръща в течност при температура, близка до стайната. Условията за втвърдяване на живака са твърде студени, а повечето други метали изискват твърде много топлина, за да се втечнят. Галият обаче отговаря на изискванията, тъй като температурата му на топене е само 29,8 °C.

Екипът добавя към галия магнитни микрочастици от неодим, желязо и бор, които според професор Кармел Маджиди (Carmel Majidi) от Университета Карнеги Мелън изпълняват две роли.

"Те правят материала чувствителен към променливо магнитно поле, така че чрез индукция може да се нагрее материалът и да се предизвика фазов преход." Индукцията загрява галия от 25 до 35°C, "Но магнитните частици също така придават на роботите мобилност и способност да се движат в отговор на магнитното поле", допълва Маджиди.

Материали с променящо се агрегатно състояние са били създавани и преди, но за да се трансформират, са били необходими външни източници на топлина или електрически ток. Нито едното, нито другото е идеално, ако искате да изпратите робота на труднодостъпно място, например във вътрешността на човешкото тяло.

В статията се съобщава, че в допълнение към постиженията във видеото, техният малък робот може да прескача 21-милиметрови ровове и да се катери по стени, когато е твърд, но се разделя, за да заобикаля обекти, преди да се съедини отново, когато е течен.

"Сега използваме тази материална система по по-практичен начин, за да решим някои много специфични медицински и инженерни проблеми", разказва Пан.

Температурата на човешкото тяло означава, че ще е необходим метал с по-висока температура на топене от галия, а фазовият преход изисква повече време в течностите, отколкото във въздуха, защото губи по-бързо топлина от околната среда. Въпреки това съществува потенциал за бързо доставяне на лекарства в стомаха или отстраняване на чужди обекти от него.

Дори в твърда фаза роботът достига скорост от само 1,5 м/сек (5,4 км/час), така че повечето хора биха могли да го изпреварят, ако стане нещо неприятно. Това, което статията описва като "висока товароносимост", е около 30 кг, което е впечатляващо.

Удивително е като се сетим, че Джеймс Камерън не е могъл да покаже течния киборг от мечтите си в първия филм, защото през 1984 г. не са били толкова добри в компютърната 3D графика.

Сега това се случва в реалния живот, макар и в съвсем малък мащаб.

Справка: Wang and Pan et al. ‘Magnetoactive Liquid-Solid Phase Transitional Matter,’ https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-Matter, 2385(22)00693-2 DOI: 10.1016/j.matt.2022.12.003 

Източник: Shape-Shifting Robot Escapes Miniature Prison Cell By Liquifying Before Re-solidifying, IFLScience.