Современные нанотехнологии позволили создать самое маленькое оригами в мире на сегодняшний день

Микроробот-оригами


Если перед вами встает необходимость создания наноразмерного полнофункционального робота, то вам необходимо включить в его конструкцию сложные электронные схемы, антенны, оптические и другие типы датчиков. Но самым главным является то, что вам необходимо каким-то образом обеспечить возможность передвижения робота, иначе вся эта затея имеет очень мало смысла. И не так давно исследователи из Корнуэлльского университета разработали микронные приводы на основе материалов, обладающих "памятью формы". Такие приводы могут быть интегрированы в конструкцию микророботов, изготовленных из условно двумерных материалов, и они могут заставить микроробота изгибаться и совершать другие движения, способствующие его перемещению. А в качестве демонстрации возможностей новых микронных приводов исследователи создали самое маленькое в мире оригами, которое может самостоятельно сворачиваться в заданную или возвращаться в исходную форму.

Новые микронные приводы могут изгибаться с радиусом кривизны менее одного микрона, откуда и происходит их название - микронный привод. Отметим, что данный показатель является самым маленьким в мире на сегодняшний день среди всех других подобных вещей. Более того, именно этот радиус изгиба привода определят, какой минимальный размер могут иметь микроскопические роботы, в конструкции которых они, эти приводы, были использованы.

Принцип действия микронного привода заключается в "правильном" использовании одной из распространенных электрохимических реакций. Приводы состоят из нанометрового слоя платины, слоев титана, диоксида титана и твердых слоев кварцевого стекла, которые состоят из приблизительно 30 атомных слоев. Когда к такой структуре подводится положительный электрический потенциал, атомы кислорода из воздуха проникают вглубь платины и вступают в реакцию электрохимического окисления. Это производит механические напряжения внутри платинового слоя, и он изгибается ровно по линиям, которые ограничиваются гранями участков поверхности, покрытыми твердым и инертным слоем стекла.

Отметим, что механические напряжения и вызванные ими изгибы сохраняются после того, как прикладываемый электрический потенциал снимается. А возврат к исходной форме осуществляется путем подачи на структуру электрического потенциала обратной полярности, что приводит к обратной реакции - реакции электрохимического восстановления.



Рассчитав и изготовив плоскую пластину такого материала с заданной формой покрытых стеклом участков, можно заставить эту пластину сложиться в достаточно сложную фигуру по принципу оригами. Процесс сворачивания происходит достаточно быстро, в самых медленных случаях это делается за 100 миллисекунд, а плоская конструкция выдерживает без нарушений ее структуры около тысячи циклов сворачивания и возвращения к исходной форме. Более того, для работы механизма сворачивания и возвращения требуется достаточно низкий электрический потенциал на уровне всего одного Вольта.

И в заключение отметим, что данная исследовательская группа из Корнуэлльского университета уже является обладателем почетного места в Книге мировых рекордов Гиннеса, как создатели самого маленького в мире шагающего робота. И теперь, со своей новой 60-микронной птичкой-оригами эти исследователи надеются получить еще одно место в Книге рекордов.

А сейчас исследователи работают над интеграцией в конструкцию роботов более сложных электронных схем, что в будущем позволит сделать крошечных шагающих роботов со складными ногами и плоских роботов, которые, как гусеницы, будут передвигаться, совершая волнообразные движения.




Ключевые слова:
Нанотехнологии, Привод, Радиус, Изгиб, Робот, Форма, Память, Изменение, Движение

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Созданы крошечные роботы-оригами, размеры которых соответствуют размеру жив ...
  • Ученые создали репродукцию "Звездной ночи" Ван Гога из ДНК-оригами
  • Созданы миниатюрные роботы-оригами, способные самостоятельно "сложиться", ...
  • Разработана новая технология сворачивании крошечных структур-оригами с помо ...
  • Роботы-оригами могут совершать сложные движения только с помощью воздуха.




  • 29 марта 2021 16:30
    #1 Написал: TeddyIn

    Публикаций: 0
    Комментариев: 51
    А в России по-традиции, к этой птичке оригами приделают открывающийся клювик, и конечно лапки подкуют.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.