Разработаны самовосстанавливающиеся 3D-печатные материалы для робототехники

Разработанные желеобразные материалы могут ощущать температуру и влажность, восстанавливаться при комнатной температуре, в отличие от более ранних самовосстанавливающихся роботов.

«Включение мягких датчиков в робототехнику позволяет нам получать от них гораздо больше информации, подобно тому, как напряжение наших мышц позволяет нашему мозгу получать информацию о состоянии нашего тела», – отмечает Дэвид Хардман, первый автор статьи.

В рамках проекта SHERO ученые работали над созданием мягких сенсорных, самовосстанавливающихся материалов для роботизированных рук и манипуляторов. Такие материалы могут определять, когда они повреждены и принимать меры для самовосстановления, чтобы продолжать работу. Все это будет возможным без участия человека.

Исследователи начали эксперименты с растягивающегося материала на основе желатина. Он является довольно дешевым и биоразлагаемым. Такие материалы достаточно просты в изготовлении: их можно получить путем 3D-печати, либо методом литья. Ученые обнаружили, что датчики, содержащие хлорид натрия вместо углеродных чернил, приводят к получению материала с нужными свойствами. Соль легко растворяется в заполненном водой гидрогеле и обеспечивает равномерный канал для ионной проводимости. Добавление соли также позволило определить растяжение, в три раза превышающее первоначальную длину датчика. Это позволит использовать материал в растягивающихся роботизированных устройствах.

Самовосстанавливающиеся гидрогели хорошо соединяются с различными материалами и могут использоваться в разных видах робототехники. Материал может быть полезен при разработке искусственных рук, а также в искусственных кожах и биоразлагаемых датчиках. Результаты исследования появились в журнале NPG Asia Materials.

Фото: University of Cambridge