Nowa technika pozwala robotom chodzić po wodzie za pomocą ruchów napędzanych ciepłem

Zespół naukowców z University of Virginia's School of Engineering and Applied Science opracował nową technikę produkcji o nazwie HydroSpread, która pozwala im na tworzenie ultracienkich elastycznych robotów bezpośrednio na powierzchni wody. Nowa metoda - opisana szczegółowo w czasopiśmie Science Advances - eliminuje trudny etap produkcji i może umożliwić masową produkcję maleńkich robotów do monitorowania środowiska oraz poszukiwania i ratownictwa.

Głównym wyzwaniem w tworzeniu chodzących po wodzie miękkich robotów jest to, że ich niezwykle cienkie ciała są często uszkadzane w procesie przenoszenia ich ze sztywnej powierzchni, na której są wykonane, na powierzchnię wody. Nowa technika - HydroSpread - rozwiązuje ten problem poprzez tworzenie folii bezpośrednio na powierzchni wody. Proces rozpoczyna się od nałożenia płynnego tuszu polimerowego na powierzchnię wody.

Na potrzeby demonstracji naukowcy osadzili polidimetylosiloksan (PDMS) na powierzchni wody, gdzie rozprzestrzenił się on w idealnie jednolite, dwuwarstwowe warstwy. Następnie laser jest używany do precyzyjnego modelowania folii w pożądane kształty.

Naukowcy twierdzą, że ta metoda zapewnia lepszą precyzję niż wytwarzanie na stałej powierzchni. Wynika to z faktu, że płynne podłoże (woda) szybko rozprasza ciepło z lasera, zapobiegając przegrzaniu, które może powodować defekty we wzorach.

Stworzono dwa prototypowe urządzenia wykorzystujące tę technikę: HydroFlexor, który wiosłuje ruchami przypominającymi płetwy, oraz HydroBuckler, który "chodzi" ruchem wyboczeniowym naśladującym owady wodne. Roboty są napędzane ciepłem z zewnętrznego źródła podczerwieni, które sprawia, że dwie warstwy folii rozszerzają się w różnym tempie, tworząc ruch.

Naukowcy twierdzą, że technika ta może również znaleźć zastosowanie w ultracienkich foliach do noszenia urządzeń medycznych i elastycznych komponentów elektroniki nowej generacji.