Благодаря своим свойствам, гидрогели имеют весьма неплохие перспективы в некоторых областях, например, в медицине или робототехнике. Эти полимерные материалы содержат в своей структуре большие объёмы воды, что позволяет им реагировать на изменение свойств окружающей среды, в частности, на колебания температуры, кислотности или электрического напряжения.
Команда исследователей, работающая под руководством Сюаньхэ Чжао (Xuanhe Zhao), пять лет экспериментировала с различными составами гидрогеля, смешивая растворы полимеров с водой. В результате учёные получили прочные, но хорошо растягивающиеся материалы, на основе которых были созданы эластичные электронные схемы. Кроме этого, ими параллельно велись работы по созданию способов склеивания деталей из гидрогелей с другими материалами – стеклом, металлом, керамикой и резиной.
В своей новой статье, опубликованной в журнале Nature Communications, та же команда представляет роботов, которые могут оптически и акустически замаскироваться в воде и быть совершенно незаметными даже для бдительных рыбок.
Небольшие устройства целиком выполнены из гидрогеля. Каждый робот включает в себя несколько полых камер, которые связаны между собой эластичными трубками. Для того чтобы "оживить" конструкцию, через камеры прокачивают воду, которая заставляет щупальца мягких роботов сжиматься или разжиматься.
Зрелищный эксперимент с захватом и выпуском золотой рыбки как нельзя лучше иллюстрирует возможности новой системы, хотя вряд ли такой способ рыбалки когда-нибудь выйдет за стены лаборатории.
Благодаря тому, что оптические и акустические свойства гидрогеля практически полностью совпадают с таковыми у воды, новые роботы могут становиться незаметными не только для глаза, но и для гидролокаторов, а значит, подобные системы могут быть использованы военными. Но у изобретения есть и более мирные перспективы. По мнению разработчиков, манипуляторы из гидрогеля могут найти применение в медицине.
"Мягкие и влажные гидрогели биологически совместимы и безопасны для человеческих органов, – рассказывает Чжао в пресс-релизе MIT. – Мы активно сотрудничаем с медицинскими группами, чтобы превратить эту систему в мягкие манипуляторы, которые потенциально смогут применяться при хирургических операциях".
Мягкая робототехника стремительно развивается, ведь потенциальная способность к различного рода трансформациям у неё гораздо выше, чем у терминатороподобных устройств. Благодаря этому такие роботы смогут выполнять множество задач, требующих самого деликатного подхода.
На сегодняшний день мягкие роботы способны не только передвигаться различными способами, но и "самостоятельно питаться", преодолевать снег и пламя, маскироваться под окружающую среду и многое другое. Отдельно хочется вспомнить полностью мягкого и автономного "октобота", который, по мнению своих создателей, приоткрыл двери в новую эру мягкой робототехники.
