Roboti na solární pohon skáčou 188krát bez motoru a unesou 1700násobek své váhy

Nový robot na bázi tekutých krystalů se pohybuje díky světlu, ne elektronice. Unese 1700násobek své váhy a nabízí potenciál pro monitorování požárů či průzkum v nebezpečných zónách.

Revoluční robot na světlo Vědci vyvinuli roboty o velikosti hmyzu, které se pohybují výhradně pomocí světla, bez jakýchkoli elektronických součástek. Tyto měkké stroje dokáží provést až 188 nepřerušovaných skoků bez nutnosti dobíjení či složitého ovládání. Jejich pohyb je poháněn čistě fyzikálními principy a vlastnostmi materiálů.

Materiálová fyzika místo čipů Základem těchto robotů jsou tekuté krystalické elastomery, pružný materiál, který mění svůj tvar pod vlivem světla. Když je materiál osvětlen, ohýbá se a ukládá elastickou energii do zakřivené nosníkové struktury. Tato uložená energie se následně náhle uvolní, což robot pohání do vzduchu. Zajímavé je, že při skoku robot sám sebe zastíní, čímž zablokuje zdroj světla. To mu umožní vychladnout a vrátit se do původního tvaru, čímž se cyklus opakuje. Celý proces tak nevyžaduje žádné baterie, procesory ani motory – samotná struktura robota zajišťuje snímání, pohyb i reset.

Překvapivá odolnost a výkon Výzkumný tým, vedený profesorem Wenzhongem Yanem z Kalifornské univerzity v Davisu, byl překvapen, jak dlouho robot vydržel v provozu. Původně očekávali jen několik skoků, ale robot jich zvládl 188 bez přestávky. Dalším pozoruhodným zjištěním byla mimořádná odolnost materiálu. Robot bez problémů unesl až 1700násobek své vlastní váhy, což odpovídá přibližně 300 miligramům, aniž by došlo k poklesu jeho funkčnosti.

Princip samostínění a budoucí aplikace Mechanismus skákání je založen na rychlé deformaci a následné nestabilitě. Když světlo způsobí smrštění tekutého krystalického elastomeru, zakřivený nosník uloží napětí, dokud nedosáhne kritického bodu a náhle se neuvolní. Efekt samostínění funguje jako vestavěný řídicí systém, který eliminuje potřebu složité elektroniky. Tato filozofie „vkládání inteligence přímo do materiálů“ je jádrem Yanova výzkumu. Namísto programování pohybu tým navrhl geometrii a složení materiálu tak, aby vytvořil opakující se pohyb.

Výzkumníci vidí v těchto robotech velký potenciál pro reálné nasazení. Jednou z možných aplikací je monitorování lesních požárů. Roboti by mohli nést senzory a nepřetržitě se pohybovat terénem. Po detekci kouře nebo plamene by vyslali signál. Mohli by tak vytvořit dynamický, distribuovaný síťový systém pro detekci environmentálních faktorů. Další využití by mohlo být v troskách zřícených budov, radioaktivních zónách nebo stísněných podzemních prostorech, kde mají konvenční stroje potíže.

Další směry výzkumu Profesor Yan se také zabývá vývojem adaptivních nositelných technologií, které by mohly měnit svou tuhost podle potřeby. Představte si tričko, které se může stát velmi pevným pro podporu v náročné situaci a naopak velmi pružným, když není potřeba.