Инженеры из Тартуского университета в Эстонии и Итальянского технологического института создали робота, который способен вырастить себе новый функциональный датчик. Для этого роботу нужны ультрафиолетовый свет и особая жидкость, которую учёные называют искусственной кровью.
Большинство роботов сходят с конвейера с заранее определённым набором деталей. Инженеры должны предугадать, какие датчики понадобятся машине и где их установить. Если робот попадёт в непредвиденные условия, где ему не хватает какого-то прибора, добавить его на месте — сложная техническая задача.
Исследователи решили проверить, может ли робот преодолеть это ограничение, позаимствовав идею у природы — кровеносную систему. Команда создала робота в форме мотылька, похожего на голубую орденскую ленту, бабочку с относительно плоскими крыльями. Его прозрачный пластиковый корпус напечатали на 3D-принтере, пронизав сетью миллиметровых каналов, напоминающих вены. Насос перекачивает по ним около трёх миллилитров жидкости, распределяя химические компоненты по всему телу.
Я работаю над тем, чтобы дать роботам кровеносную систему, чтобы они могли переносить молекулярные строительные блоки по всему телу и создавать необходимое оборудование на месте, где и когда это необходимо.
— Кадри-Энн Панкратов, ведущий исследователь проекта
Чтобы создать световой датчик, учёные заполнили каналы искусственной гемолимфой — жидкостью, похожей на кровь насекомых. В её состав вошли пиррол, химический инициатор, который активируется светом, и добавка на основе целлюлозы. Когда на определённый участок корпуса около минуты воздействовали ультрафиолетом, пиррол превращался в полипиррол — полимер, проводящий электричество. Прозрачный пластик в этом месте чернел, и на нём образовывался новый прибор.
Получившийся датчик реагирует на ультрафиолет: при облучении его электрическое сопротивление падает. Встроенный микроконтроллер улавливает этот сигнал, и робот отвечает — машет крыльями или мигает светодиодом. Так машина приобретает способность, которой у неё не было при изготовлении. По словам исследователей, датчики сохраняли работоспособность даже спустя четыре месяца.
Пока это лишь демонстрация технологии. Химическая реакция всего одна, и она необратима. Кроме того, учёные сами решали, когда запустить жидкость в систему и где именно вырастить датчик. Робот ещё не может самостоятельно определить, какая деталь ему нужна. Тем не менее, в будущем такой подход может помочь машинам, работающим в лесах, под водой, в обрушившихся зданиях или на других планетах. По той же системе можно было бы доставлять вещества для защиты от коррозии или для создания интерфейсов с живыми тканями. Результаты работы опубликованы в научном журнале Advanced Science.
Письма читателей