Инженеры из Брюссельского свободного университета разработали мягкую пневматическую роборуку из материала, способного самостоятельно «заживлять» повреждения. Статья, посвященная разработке, опубликована в журнале Science Robotics.

Многие инженеры разрабатывают не только классических металлических или пластиковых роботов, но и мягких. Этот подход имеет несколько преимуществ. Например, такого робота можно безопасно использовать вблизи человека или даже взаимодействовать с ним, а еще такие роботы, как правило, лучше захватывают предметы. Но у них есть и очевидный недостаток — мягкие материалы имеют гораздо меньшую прочность и быстрее изнашиваются.

Бельгийские инженеры решили сделать свой робоманипулятор похожим на человеческую руку не только внешне, но и наделить его способностью заживлять порезы и раны, как это делает человеческая кожа. Пальцы робота представляют собой массив из камер, надуваемых воздухом. Когда давление в камерах повышается, они начинают раздуваться и давить друг на друга, а, поскольку, они соединены с одной стороны, палец начинает изгибаться.

«Заживляющие» свойства материала, из которого выполнена роборука, основаны на реакции Дильса — Альдера, происходящей в специальном полимере, из которого созданы пневматические камеры манипулятора. После того, как часть материала повредилась, часть связей в нем оказалась разрушена. Для того, чтобы восстановить поврежденный участок в исходный вид, ученые нагревают роборуку до 80 градусов и выдерживают при этой температуре в течение 40 минут. Это размягчает материал за счет дополнительного разрушения связей и делает его молекулы более подвижными. После того, как порез затянулся, роборука охлаждается до комнатной температуры, и связи снова восстанавливаются.

Схема восстановления
Схема восстановления

Исследователи утверждают, что после суток при комнатной температуре механические свойства восстанавливаются на 98 процентов от исходных значений. Они считают, что эту технологию можно будет применять и в других сферах, к примеру для создания износостойких шин для автомобилей.

Недавно китайские ученые создали материал с похожими свойствами. Он также может самостоятельно «заживляться», причем даже если его разрезали пополам. Помимо этого его цвет обусловлен не красителями, а специальной структурой, обратной структуре опала, которая делает его фотонным кристалом.