Исследователи из Университета Карнеги-Меллона – частного научно-исследовательского центра, базирующегося в Питтсбурге (США), смогли впервые создать гусеничного робота, имитирующего способность геккона надежно сцепляться с любой самой скользкой поверхностью, способного действовать во влажной среде. Об этом сообщает портал TechXplore. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
Уникальная способность гекконов карабкаться по чему угодно – от сухого камня пустыни до холодной вершины горы, не оставляя после себя никаких липких следов, является источником вдохновения для многих роботов, способных ползать по стенам. Но исследователи из Университета Карнеги-Меллона (CMU)) впервые смогли применить этот эффект для влажной среды.
«Это важное доказательство концепции. Мы можем представить себе использование такого материала не только для подводных исследований, но и для помощи обычным людям в сфере медицины», – отметил один из ведущих разработчиков Сампада Ачарья, доцент лаборатории машиностроения CMU.
Изготовление даже обычных лейкопластырей, как правило, требует сложных технологических процедур в чистом помещении. Специалисты CMU ранее смогли упростить этот процесс экономически эффективным, быстрым и простым способом – используя пленки с дифракционной решеткой.
В дальнейшем, чтобы протестировать полученный материал на чем-то, что может лазать и плавать, исследовательская группа разработала робота Gecko Adhesion Based Sea Star (GASS) Crawler. Гусеничный робот с клейкими «ножками» в тестах показал, что способен подниматься по склонам с углом наклона 25 градусов и статически удерживаться на склонах с углом наклона 51 градус.
При оценке производительности гусеничного робота GASS на стеклянных, акриловых поверхностях и поверхностях из нержавеющей стали они обнаружили, что его клейкие ножки значительно улучшают передвижение как в сухих, так и во влажных условиях. Сампада Ачарья, и Питер Робертс, ведущие авторы исследования, нашли свой новый адгезионный материал многообещающим решением – причем каждый из них для собственной конкретной цели.
Исследования Ачарья сосредоточены на оптимизации сбора патогенов (например, бактерий, вирусов, грибков) из инфекционных сред для снижения внутрибольничных инфекций у пациентов за счет использования материалов, вдохновленных гекконами, которые будут интегрированы с автономными роботами. «Я надеюсь, что это уменьшит количество человеческих ошибок и сможет уменьшить проблему больничных инфекций», – пояснил Ачарья.
Робертс, со своей стороны, занят разработкой патчей для сбора биопотенциальных сигналов (ЭКГ, ЭМГ, ЭЭГ). Чтобы пластыри при этих процедурах эффективно воздействовали на кожу, они должны прилипать к ней, несмотря на наличие волос, пота и других загрязняющих частиц. «Использование микроструктур, имитирующих свойства геккона, позволяет материалу прилипать к различным поверхностям и показало хорошие результаты на коже. Сцепление усиливается благодаря эффекту разделения контактов», – отметил Робертс.
По словам исследователей, ключевой инновацией в области материалов является возможность создавать узоры микромасштабных структур на больших площадях с помощью массивов дифракционных решеток. Разнообразные области применения простираются от робототехники до электроники и даже энергетических устройств.