Инженеры научили оригами самостоятельно складываться самолётом

0

Учёные грезят идеей создания "программируемой материи". Кто-то работает с самостоятельно собирающимися роботами, кто-то обучает уму-разуму жидкости. Американцы же заставили лист из стекловолокна, эластомерных сочленений, тонкоплёночных приводов и гибкой электроники складываться в фигуру лодки или самолёта. Как оригами, только без прямого участия человека.

Он все помнит

Специалисты Массачусетского технологического института (MIT) и университета Гарварда сделали, возможно, первый в мире шаг на пути создания "программируемой материи". Команда придумала и создала самоскладывающийся "лист".

Квадрат со стороной 4 см состоит из 32 твёрдых треугольных плиток из стекловолокна, соединённых между собой гибкими силиконовыми сочленениями (толщиной порядка полмиллиметра) и плёнками из нитинола, обладающего памятью формы.

Если деталь из этого сплава никеля и титана деформировать, то при нагреве она "вспомнит" свою былую форму и вернётся к ней. В данном случае каждой плёнке задавали форму, согнув её пополам, зажав в тисках и прогрев до 420 градусов Цельсия в течение получаса. Затем её разворачивали и давали остыть.

В дальнейшем, если нужно сложить лист в определённую форму, каждый "сустав" нагревают до 70 градусов с помощью подходящего к нему электрического проводка. И плёнка в течение нескольких секунд возвращается к согнутому состоянию.

Пока каждый нитиноловый "сустав" позволяет двум соседним плиткам вставать только в два положения – быть либо полностью открытыми, либо полностью закрытыми (соединёнными), но так как уже созданы материалы с памятью нескольких форм, можно предположить, что в будущем положений сгиба будет больше.

Нынешний прототип снабжён 25 плёночными приводами, разделёнными на пять групп. Какие из них активируются и в какой последовательности, зависит от того, какую фигуру нужно получить. Кстати, держать полученную форму помогают миниатюрные магниты, расположенные в центре каждого треугольника (правда, они же мешают сделать процесс обратимым).

Развернуть паруса

Инженеры MIT и Гарварда пока не сообщают, будут ли они решать проблему отсутствия реверсивности. Но в дальнейшем такая мультифункциональность может пригодиться, так как позволит складывать из одного листа по мере надобности разные фигуры.

Известно, что американцы планируют сделать своеобразный оригами-лист автономным (не зависящим от контроля компьютера), а также поэкспериментировать с размерами и количеством составляющих его треугольников. Пока же расчётом будущей формы и последовательности складываний занимается соответствующее программное обеспечение.

С увеличением количества составляющих лист треугольников алгоритмы тоже станут сложнее, и, возможно, ПО даже обретёт возможность самостоятельно придумывать очерёдность действий для получения нужной фигуры.

"Представьте, что у вас в ящике с инструментами лежит одна универсальная конструкция, которая способна трансформироваться в любой инструмент для выполнения того или иного типа работ", — мечтает Вуд, несмотря на то, что пока учёным доступны лишь простые формы.

Кроме проблемы усложнения конфигурации и программ существует и несколько других. Например, в дальнейшем придётся задуматься над оптимальным количеством элементов, которое позволяло бы листу преобразовываться в разные формы для выполнения тех или иных задач. Необходимо решить вопрос с прочностью создаваемых конструкций.

Если это воплощение трансформеров однажды станет реальностью, наверняка возникнет проблема быстроты складывания/развёртывания системы. Впрочем, всё это, конечно, нисколько не пугает техников, планомерно идущих к своей цели, сообщает membrana.ru.

Складывать трёхмерные объекты "током", а не вручную инженеры придумали не забавы ради и даже не для совершенствования уже существующих роботов.

Самосборные листы пригодятся для создания самостоятельно разворачивающихся радиоантенн, необычных солнечных батарей или солнечных парусов, иной новой техники: летающей, плавающей, манипулирующей объектами.

Заинтересована в новинке и оборонная промышленность. Не зря же нынешнюю работу частично финансирует пентагоновское агентство по передовым исследованиям DARPA.

"Меняющие форму листы демонстрируют непрерывный процесс. Это первый шаг на пути создания повседневных вещей с механическими свойствами, заданными программой", – подводит итог Роберт Вуд.

Поделиться.

Комментарии закрыты