Умный мягкий материал

06.03.2021

Инженеры из Юго-Восточного университета Китая напечатали схемы из жидкого металла на одном куске мягкого полимера, создав интеллектуальный материал, который скручивается под давлением или механической нагрузкой.

В идеале мягкие роботы могли бы имитировать интеллектуальное и автономное поведение в природе - например, резкое схлопывание растения Венерина мухоловка, - сочетая ощущения и контролируемое движение. Но технически это бывает сложно выполнить: необходимо встроить в робота датчики и движущиеся части, использовать внешний компьютер. Требуется моноблочная конструкция, которая реагирует на раздражители окружающей среды, такие как механическое давление или растяжение.

Решением проблемы могут стать жидкие металлы, и некоторые ученые уже исследовали их использование в мягких роботах. Эти материалы могут использоваться для создания тонких гибких цепей в мягких материалах, и эти цепи могут быстро выделять тепло при генерировании электрического тока - либо от источника электрического тока, либо от давления, приложенного к цепи. Когда мягкие цепи растягиваются, ток падает, охлаждая материал.

Чтобы сделать мягкого робота способным к автономному интеллектуальному движению, команда китайских ученых хотела объединить жидкометаллические схемы с жидкокристаллическими эластомерами (LCE) - полимерами, которые могут претерпевать большие изменения своей формы при нагревании или охлаждении.

Исследователи применили сплав галлия и индия с никелем на LCE и с помощью магнитного поля переместили жидкий металл по линиям, чтобы сформировать непрерывную цепь. Силиконовый герметик, который меняет цвет с розового на темно-красный при нагревании, обеспечивает защиту и надежность цепи. Под действием тока мягкий материал скручивался при повышении температуры, и пленка со временем становилась все краснее.

Команда использовала материал для разработки автономных захватов, которые реагировали на давление или растяжение, прикладываемое к контурам. Эти приспособления могут захватывать небольшие круглые предметы и затем опускать их, когда давление снижается или материал растягивается. Наконец, исследователи сформировали пленку в форме спирали. Когда давление прикладывали к контуру в нижней части спирали, она разворачивалась, поскольку температура спирали увеличивалась.

Исследователи говорят, что эти чувствительные к давлению и растяжению материалы можно применять в мягких роботах, которые выполняют сложные задачи.

<< Назад: Энергия из уха 06.03.2021

>> Вперед: Компьютер напишет любую курсовую 05.03.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

LG и Prime Video: студияная версия кинематографа 31.07.2026

Современные телевизоры предлагают множество режимов изображения, которые автоматически корректируют цвета, контраст и резкость. Однако создатели фильмов часто жалуются, что дополнительная обработка искажает их замысел. Новая функция, появившаяся на телевизорах LG, пытается решить эту проблему, передавая контроль над настройками непосредственно студии. LG и Prime Video запустили режим "Оригинал автора" - первую настройку изображения, которой управляет сама студия. Он доступен только на OLED evo 2026 модельного года. LG Electronics и Prime Video объявили о совместной инициативе, приуроченной к стриминговой премьере фильма "Властелины Вселенной". В рамках сотрудничества на телевизорах компании появились две новые функции - режим изображения "Оригинал автора" и голосовая команда для пульта Magic Remote. Ключевая новинка - режим "Оригинал автора", который в LG называют первым в области настройки изображения для стримингового контента. Его отличие от распространенного FILMMAKER MODE за ...>>

Астронавты на Марсе не смогут выжить даже в скафандрах 30.07.2026

Высадка людей на Марс остается одной из самых амбициозных целей космических агентств. Красная планета лишена пригодной для дыхания атмосферы и подвергается высокому уровню солнечной радиации, поэтому астронавты смогут находиться на ее поверхности только в специальных скафандрах. Однако новые исследования показывают, что даже самые современные космические костюмы могут оказаться непригодными для работы в условиях марсианской гравитации. По результатам испытаний стало ясно, что новые скафандры NASA не подходят для использования астронавтами на Красной планете. На Марсе отсутствует воздух, пригодный для дыхания, а также наблюдается высокий уровень солнечной радиации. Это лишь некоторые из многих факторов, которые усложнят нахождение людей на поверхности. Современные скафандры не рассчитаны на марсианскую гравитацию, составляющую примерно 38 процентов земной. Новейшее поколение костюмов просто слишком тяжелое для использования на Марсе, пишет Phys. Новая серия скафандров, которую раз ...>>

Случайная новость из Архива DDL-лазер Panasonic 11.02.2020 Компания Panasonic представила самый яркий и самый мощный в мире синий лазер. Это достижение стало возможным благодаря использованию комбинации нескольких технологий - технологии прямых диодных лазеров (direct diode laser, DDL) и технологии объединения лучей с разной длиной волны (wavelength beam combining, WBC), благодаря которой на выходе устройства получается один мощный луч лазерного света синего цвета. Более того, данная технология позволяет масштабирование любого уровня и путем увеличения количества источников лазерного света можно увеличить мощность выходного луча до немыслимых значений. DDL-лазер представляет собой полупроводниковую систему, которая излучает сильно фокусированный луч света в заданном направлении. В отличие от других технологий твердотельных лазеров, технология DDL позволяет создавать более компактные и более эффективные устройства, позволяющие получить больший выход при меньших затратах потребляемой энергии, и это является ключевым моментом, благодаря которому такие лазеры широко используются в технологиях лазерной сварки, резки и т.п. Работы в данном направлении ведутся компанией Panasonic уже достаточно давно. С 2013 года компания сотрудничала с компанией TeraDiode (TDI), которая занималась разработкой WBC-технологий, а в 2017 году компания Panasonic просто поглотила компанию TDI, и это позволило в достаточно короткие сроки разработать эффективную технологию уменьшения длины волны лазерного света. Новый лазер компании Panasonic работает в достаточно узком диапазоне от 400 до 450 нанометров, хотя обычные синие лазеры перекрывают более широкий диапазон - от 360 до 480 нанометров. А в выходном луче устройства сконцентрирована энергия света, излучаемого сотней DDL-лазеров. При этом, лазерные диоды были изготовлены в виде матриц, расположенных на отдельных полупроводниковых кристаллах, на которых также находится вся необходимая управляющая электроника. Новый синий лазер, по мнению представителей компании Panasonic, является идеальным устройством для создания технологии микрообработки таких сложных материалов, как медь, серебро, золото и др., имеющих высокую теплопроводность. Теплопроводность этих материалов требует использования для их обработки такого количества энергии света, которое неспособны поставить не только лазерные системы, генерирующие менее энергетическое и более длинноволновое излучение, но и обычные системы синих лазеров, отстающие от новой системы минимум на два порядка по показателю выходной мощности.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026