Исследователи из Университета штата Северная Каролина в США разработали необычную защитную конструкцию, вдохновленную поведением броненосцев. Устройство, названное «робоброненосцем», способно автоматически сворачиваться в шар при обнаружении внешней угрозы — будь то легкое прикосновение или сильный удар. Описание технологии опубликовано в журнале Science Advances под названием «Скелеты для мягких машин, вдохновленные броненосцами».
Конструкция, официально именуемая Morpho‑Interlocking Protective Module (MIPM), состоит из трех слоев. Внешний — экзоскелет из сегментированных изогнутых пластин, напечатанных на 3D‑принтере. Средний слой включает жидкокристаллический эластомер, тензодатчик с серебряными нанопроволоками, каптоновую ленту (высокотемпературная клейкая лента из полиимидной пленки с силиконовым клеем) и проводящий нагревательный элемент. Внутренний слой — эндоскелет из плотной бумаги с полимерными чешуйками.
В области мягкой робототехники и гибкой электроники наблюдается значительный прогресс, но эти устройства зачастую хрупкие. Наша цель состояла в том, чтобы разработать решение, которое позволит этим хрупким технологиям функционировать, но при необходимости защитит их.
Принцип работы таков: при обнаружении нагрузки тензодатчик передает сигнал на блок управления, который активирует нагревательный слой. Из‑за нагрева эластомер сжимается, а каптоновая лента расширяется — это заставляет конструкцию изгибаться и сворачиваться в защитный шар. Сегменты эндоскелета при этом сцепляются, образуя прочный внутренний «скелет».
В ходе тестов ученые подтвердили работоспособность системы и выяснили, что увеличение числа сегментов в эндоскелете повышает жесткость конструкции. Удалось найти баланс между сегментацией и облегчением модуля: например, 10 сегментов чешуи выдерживают нагрузку около 10 ньютонов. Исследователи видят большой потенциал технологии и открыты к сотрудничеству для поиска новых сфер ее применения.
Ранее Наука Mail рассказывала, что у варанов под кожей нашли костяную «чешую».
