Инженеры Принстонского университета разработали мягкого робота, который двигается без единого мотора, шестерёнки или традиционного актуатора. Вместо механических деталей они использовали принципы древнего японского искусства оригами, специальные термоактивные материалы и гибкую встроенную электронику.
В основе конструкции лежит жидкокристаллический эластомер — полимер с упорядоченной молекулярной структурой. С помощью специального 3D-принтера учёные программировали ориентацию молекул в каждой зоне материала. При нагреве эти зоны сжимаются по-разному, создавая эффект «встроенных шарниров», которые заставляют конструкцию складываться и раскладываться по заранее заданной схеме.
Управление нагревом осуществляется с помощью гибких печатных плат с нагревательными элементами, которые встраиваются прямо во время печати. Встроенные датчики температуры отслеживают процесс и корректируют ошибки, возникающие при многократных циклах складывания.
Для демонстрации исследователи напечатали робота в форме журавлика — классической фигуры оригами. При подаче тепла журавлик ритмично машет крыльями и возвращается в исходное положение без видимого износа. Хотя это пока лишь концепт, он доказывает принципиальную возможность создания полностью мягких, бесшумных и лёгких роботов без традиционной механики.
Технология открывает путь к созданию лёгких, гибких и полностью мягких роботов для медицины, носимых устройств и работы в ограниченном пространстве. Работа опубликована в журнале Advanced Functional Materials.
