Группа исследователей из Фраунгоферовского кластера передового опыта «Программируемые материалы» (Германия) смогла разработать новое устройство, которое можно использовать в протезировании и в роботизированных системах. Об этом сообщает Interesting Engineering.
Конструкция устройства выполнена из цельного метаматериала, что позволило отказаться от использования крепежных элементов и двигателя.
Устройство получило наименование ProFi. Принцип его действия основан на специальных двустабильных ячейках, встроенных в материал. Каждая такая ячейка содержит упругие элементы, которые могут переключаться между двумя стабильными состояниями. Эти элементы способны самостоятельно удерживать выбранное положение без постоянного внешнего воздействия, а также обеспечивают возможность движения между этими фиксированными точками.
Прототип был создан с использованием 3D-печати, применяя две технологии — послойное наплавление и селективное лазерное спекание. Главное преимущество такого подхода заключается в том, что механизм может быть напечатан как единая деталь, полностью исключая необходимость последующей сборки из отдельных частей.
Программируемые метаматериалы представляют собой новую область материаловедения, где их уникальные свойства задаются не химией, а особенностями внутренней структуры и геометрии. Под воздействием внешних факторов такие материалы могут менять свою форму, переходя из одного рабочего режима в другой. Именно такой материал и используется в разработанном устройстве.
Новая конструкция имеет потенциал применения в самых разных областях. Ее можно использовать для изготовления протезов рук, захватов для промышленных роботов, ортопедических приспособлений и медицинских манипуляторов. В настоящее время ученые продолжают работу над расширением сфер применения таких программируемых материалов и надеются в скором времени начать их использование в реальных условиях.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, как в России наладили выпуск микромотор-редукторов для протезов и роботов.
