Разработан сверхмощный роботизированный «глаз»: он фокусируется автоматически и не требует батарейки
Разработка специалистов Технологического института Джорджии открывает путь к созданию «мягких» роботов с мощным зрением, которым не потребуются ни электроника, ни батареи для работы. По словам Кори Чжэна, докторанта биомедицинской инженерии и соавтора уникальной технологии, мягкая робототехника может применяться в самых разных областях — от носимых устройств, интегрирующихся с человеческим телом, до автономных механизмов, работающих на неровной местности или в опасных условиях.
«Если вы разрабатываете роботов, которые мягче, эластичнее и, возможно, не используют электричество, вам нужно подумать о том, как такие роботы смогут воспринимать окружающий мир», — объясняет Чжэн.
Секрет линзы кроется в особом материале — гидрогеле, содержащем полимерный каркас, который может захватывать и высвобождать воду. Это позволяет гидрогелю переходить от более жидкого к более твердому состоянию и обратно. При нагревании гидрогель выделяет воду и сжимается, при охлаждении — поглощает воду и набухает.
Ученые создали кольцо из гидрогеля вокруг силиконовой полимерной линзы, поместив глазоподобную конструкцию в более крупную раму — такая механическая структура напоминает устройство человеческого глаза. В гидрогель встроены крошечные частицы оксида графена темного цвета, которые поглощают свет. Когда на них попадает свет интенсивностью, сравнимой с солнечным, частицы нагреваются и передают тепло гидрогелю. Тот сжимается, растягивая и фокусируя линзу. При удалении источника света гидрогель набухает, ослабляя натяжение линзы.
Чжэн и его научный руководитель Шу Цзя успешно продемонстрировали, что созданное ими устройство может использоваться вместо стеклянной линзы в традиционном световом микроскопе для различения мельчайших деталей. Гидрогелевый «глаз» смог увидеть 4-микрометровый зазор между когтями клеща, 5-микрометровые нити грибка и 9-микрометровую щетину на ноге муравья.
«Мы можем управлять линзой по-настоящему уникальными способами», — отмечает Чжэн. Благодаря адаптивности гидрогеля линза потенциально может «видеть» далеко за пределами возможностей человеческого глаза, имитируя, например, вертикальный зрачок кошки для обнаружения замаскированных объектов или W-образную сетчатку каракатицы, позволяющую видеть недоступные человеку цвета.
Сейчас ученые работают над интеграцией линзы в микрофлюидную систему клапанов из того же реагирующего на свет гидрогеля, что позволит световым лучам одновременно создавать изображение и питать интеллектуальную автономную систему камеры.
Ранее мы рассказывали про нового робота Origin M1 Half-Body Edition: на видео можно увидеть, насколько он похож на человека.
