Роботите са изключително подходящи за работа в екстремни условия, но все още се справят трудно с адаптацията в реално време. Решението може да се крие в създаването на нови компоненти директно по време на мисия. Международен екип от инженери разработи робот-молец, който използва изкуствена кръвоносна система за транспортиране на химически градивни елементи. Това му позволява да „отглежда“ светлочувствителен сензор на местата, където попада ултравиолетово лъчение.

Природата решава задачата за изграждане на органи с помощта на кръвоносната система. Кръвта или хемолимфата пренасят градивни елементи из целия организъм, осигурявайки на всеки орган достъп до необходимите ресурси и възможност да се освобождава от отпадните продукти. Изследователи от Университета в Тарту и Италианския технологичен институт си поставиха за цел да интегрират подобна способност в роботиката.

Биологично вдъхновение от анатомията на насекомите

За основа инженерите взеха устройството на пеперудата. При тези насекоми кръвоносната система е от отворен тип. Специален съд-помпа задвижва хемолимфата, която само частично се движи по определени канали, а в по-голямата си част циркулира свободно и облива вътрешните органи под екзоскелета. Инженерното пресъздаване на подобна структура е значително по-лесно от изграждането на затворена съдова мрежа.

Още по темата:
Защо ефектът на пеперудата не е това, което мислите

Конструкция на робота и химически състав на хемолимфата

Крилата на робота са живи структури, запълнени с хемолимфа, пише TechXplore. Тяхната почти плоска форма позволява на течността да се движи в една равнина. Корпусът на робота е отпечатан на 3D принтер от прозрачна пластмаса. Канали с ширина от 1 mm разпределят течността по крилата, чиято площ е 86 cm², а през гъста мрежа от микроканали течността прониква в дълбочина в пластмасата на около 10 µm. Помпа, работеща на принципа на отворения контур, изпълва целия корпус с течност.

За създаването на сензора изследователите прекараха през тези съдове изкуствена хемолимфа — смес от пирол, светлочувствителен инициатор и добавка на базата на целулоза. На местата, където в продължение на около минута е попадало ултравиолетово лъчение, пиролът във вътрешността на пластмасовата структура се е превърнал в полипирол — електропроводим полимер. На тези места полупрозрачният корпус почернява.

Функционалност и ефект на материална памет

Когато върху отгледания ултравиолетов сензор попадне UV светлина, неговото електрическо съпротивление рязко спада. Вграденият микроконтролер регистрира промяната в съпротивлението и задейства робота — той започва да маха с крила или включва светодиод. По този начин машината придобива затворен цикъл „възприятие – реакция“, използвайки хардуерни възможности, с които първоначално не е разполагала.

Разработчиците отбелязаха и вторичен непланиран ефект: с всяко следващо въздействие сензорът става все по-чувствителен. Това се дължи на продължаващата полимеризация на остатъците от пирол. Учените определят това поведение като материална памет, при която структурата на сензора запазва физически запис на външните дразнители, с които роботът се е сблъсквал.