Исследователи из Массачусетского технологического института построили из гидрогеля несколько прототипов мягких прозрачных роботов с гидравлическими актуаторами, которые работают значительно быстрее осмотических актуаторов. Статья опубликована в Nature Communications.

Традиционно разработчики мягких роботов ориентируются на применение подобных устройств в медицине. Ученые считают, что разработанные роботы смогут помочь в хирургии и будут работать в качестве зажимов или, например, смогут бережно переносить органы и помогать в манипуляциях с живыми тканями при операции. Кроме того, оптическая прозрачность может способствовать использованию роботов и в других сферах, в том числе в исследованиях, связанных с подводными животными.

Для демонстрации возможностей мягких роботов из гидрогеля ученые изготовили три разных робота для демонстрации выполнения разных задач. Отдельный робопалец может совершать быстрые действия — например, столкнуть с места ударом резиновый мяч, прозрачная пластина с ребристой поверхностью способна плавать под водой, а прозрачный манипулятор может захватить живую рыбу.

В движение актуаторы приводятся с помощью гидравлики — насос закачивает воду в полости мягкого робота, и он быстро принимает заданную форму. Протестированные прототипы выдержали тысячу рабочих циклов, а время сворачивания актуатора в полное кольцо составило одну секунду. Для сравнения авторы приводят осмотические актуаторы из гидрогеля, которые работают очень медленно и для такой же операции им понадобится 20 часов.

Всего исследователи построили трех прозрачных мягких роботов из гидрогеля.
Всего исследователи построили трех прозрачных мягких роботов из гидрогеля.

Ранее исследователи из Гарвардского университета разработали действующий прототип мягкого робота, в конструкции которого не используются жесткие материалы, даже для управления движением робота вместо традиционной электроники ученые использовали методы микрофлюидики для постройки простой логической схемы, отвечающей за попеременную подачу давления в пневматические контуры.

У некоторых мягких роботов уже есть реальное применение в медицине — недавно международная группа ученых представила мягкий роборукав, который помогает сердцу перекачивать кровь. В рукаве находятся два слоя пневматических искусственный мышц одновременное сокращение которых вызывает сжатие и скручивание рукава, повторяющие естественные движения сердца.