Vědci postavili dron, který se pomocí tekutého kovu mění z pozemního vozidla na kvadrokoptéru

Tým inženýrů z univerzity Virginia Tech vyvinul měkkého robota, který se může měnit do různých podob, jako je pozemní vozidlo, létající kvadrokoptéra nebo plovoucí robot, napsali na webu SciTechDaily.

Výzkumníci využívají k proměně materiálů gumu, kov a změnu teploty. Pro vytvoření struktury, kterou lze morfovat, se tým obrátil na kirigami – japonské umění vytvářet tvary z papíru stříháním.

Výzkumníci potřebovali materiál, který by držel tvar, ale zároveň umožňoval tento tvar na požádání změnit. Použili elastomerový endoskeleton vyřezaný do kirigami se vzory trojúhelníku. Uvnitř tohoto materiálu se nachází síť trubiček obsahujících slitinu s nízkým bodem tání (LMPA) vloženou do pryžového pláště.

Za normálních okolností dochází při přílišném natažení kovu k jeho trvalému ohnutí, popraskání nebo roztažení do pevného, nepoužitelného tvaru. Výzkumníci však tento typický mechanismus selhání změnili pomocí nového speciálního materiálu vloženého do pryže.

Nyní při natažení nový kompozit rychle drží požadovaný tvar, což je ideální pro měkké morfující materiály, které se mohou stát okamžitě nosnými. Kov uvnitř v tekuté formě lze ohýbat a natahovat do požadovaného tvaru. V tomto okamžiku kov ztvrdne na pevnou látku a udrží si daný tvar.

New Robotic Drone Morphs From a Ground to Air Vehicle Using Liquid Metal

Imagine a small autonomous vehicle that could drive over land, stop, and flatten itself into a quadcopter. The rotors start spinning, and the vehicle

Link: https://t.co/jwDLpXCdaT. pic.twitter.com/z9RfhFA3rx

— Kenyandaku (@kenyandaku) February 12, 2022

Po splnění úkolu musí materiál vrátit konstrukci zpět do původního tvaru. Za tímto účelem tým vedle sítě LMPA zabudoval měkké ohřívače, které způsobí, že se kov při teplotě 60 stupňů Celsia přemění na kapalinu. Elastomerová forma udržuje roztavený kov na místě a poté materiál stáhne zpět do původního tvaru. Poté je opět připraven k přetvoření se v cokoli dalšího.

Tvar se změní a zafixuje na místě za méně než 1/10 sekundy. Výzkumníci navíc zjistili, že pokud se materiál zlomí, lze jej několikrát zacelit roztavením a přetvořením kovového endoskeletu.

Kombinací tohoto materiálu s palubním napájením, ovládáním a motory vytvořil tým funkční dron, který se během testů autonomně mění z pozemního na vzdušné vozidlo. Vytvořili také malou ponorku, která využívá morfování a vracení materiálu k vyzvedávání předmětů z akvária pomocí škrábání ponorky po dně.

Výzkumníci předpokládají, že morfující kompozity budou hrát roli v nově se rozvíjejícím oboru měkké robotiky k vytvoření strojů, které mohou vykonávat různé funkce, samouzdravovat se po poškození a podněcovat různé nápady v oblasti rozhraní člověk-stroj a nositelných zařízení.

Zdroj: scitechdaily.com