Самолетик, который складывается сам

Учёные давно грезят идеей создания «программируемой материи», например, самостоятельно собирающимися роботами. Американские исследователи во главе с Робертом Вудом (Robert Wood), Эриком Демэном (Erik Demaine) и Даниэлой Рас (Daniela Rus) придумали и создали самоскладывающийся лист.

Лист сделан из стекловолокна, эластомерных сочленений, тонкоплёночных приводов и гибкой электроники и может складываться в фигуру лодки или самолёта. Как оригами, только без прямого участия человека.

Складывающиеся и развертывающиеся структуры тут и там встречаются в природе. Именно это естественное оригами вдохновило учёных на создание искусственных аналогов.

Квадрат со стороной 4 сантиметра состоит из 32 твёрдых треугольных плиток и обладет "памятью формы". Если деталь 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 °C в течение получаса. Затем её разворачивали и давали остыть.

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

Держать полученную форму помогают миниатюрные магниты, расположенные в центре каждого треугольника (правда, они же мешают сделать процесс обратимым).

«Мы придумываем алгоритм складывания, чем-то напоминающий инструкцию к созданию той или иной фигурки оригами. Где и как сложить составляющие листа, определяет конечная форма фигуры», – рассказывает Вуд и Демэн, страстные любители оригами.

Известно, что ученые 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.

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

Источник материала - www.membrana.ru