Исследователи из Китая создали полимерный манипулятор робота, который приводится в действие при помощи солнечного света и не содержит электронных составляющих.
Быстрое развитие робототехники в последние 50 лет оказало существенное влияние на промышленность, сельское хозяйство и многие смежные области практической деятельности человека. До настоящего времени большая часть роботизированных устройств, использовавшихся под видом микромашин и движителей мускульного типа, конструировались из металлических компонентов, как, к примеру, провода и электроды, и приводились в действие при помощи электрической энергии. Такая концепция конструкции манипуляторов приведет к тому, что они отличаются незначительной гибкостью, легко корродируют и отличаются плохой биологической степенью.
Янлей Йу (Yanlei Yu) с сотрудниками из Университета Фудана (Шанхай) разработал полимерный манипулятор, способный поднимать и перемещать малые объекты, обходясь без механической либо электрической активации. Устройство управляется видимым светом, который вызывает изменение формы полимерных деталей, новый манипулятор не содержит ни одной металлической детали.
Активные элементы нового устройства состоят из двуслойных полос 2-ух разных полимерных материалов, один из которых представляет собой поперечно-сшитый жидкокристаллический полимер (CLCP), другой – неактивный полиэтилен. Полимер CLCP представляет особый электроактивный полимер (EAP), который часто рассматривается как «искусственные мышцы». При облучении синим светом материал CLCP сжимается, потому что он располагается на подложке из полиэтилена, двуслойная структура сгибается. Движение на изгиб практически полностью обратимо, что позволяет манипулятору, как сгибаться посередине как руке в локтевом суставе, так и формировать подобие хватательной кисти на конце. У устройства тоже есть активное «запястье», которое сгибается при облучении.
Микроробот, разработанный в группе Йу, может поднимать объекты, масса которых в 10 раз превышает суммарную массу полимерных частей, образующих «активную руку», «запястье» и «локоть». Относительное давление, которое создается при функционировании полимерной системы (300 кПа) сравнимо с таким же параметром мускульной системы человека (320 кПа). Поскольку свет есть экологически безопасным, доступным и возобновляемым источником энергии, Йу уверен, что он может выступать под видом идеальной замены электричеству. Он добавляет, что изучения позволяют разработать методы непосредственного конвертирования энергии света в механическое движение.
Йу уверен, что разработанный им тип робота может применяться в производстве микросистем. На данный момент роботы, поднимающие и перемещающие детали микроэлектроники, часто применяются на сборочных линиях, исследователь из Шанхая уверен, что изобретенные им роботы на «световой тяге» будут в состоянии «трудится от рассвета до заката» на сборочных линиях будущего.
Патрик Матер (Patrick Mather), эксперт по функциональным полимерным материалам из Института Биоматериалов Сиракуз замечает, что работа, выполненная в группе Йу, есть немаловажным вкладом в разработку биоморфных устройств и материалов.
