Робот-мотылёк из Тарту и IIT вырастил УФ-датчик из искусственной гемолимфы в корпусе

Исследователи из Тартуского университета (Эстония) и Итальянского технологического института построили робота в форме мотылька, который вырастил датчик света внутри собственного корпуса, сообщает eurekalert.org. Прототип прокачивал по телу искусственную гемолимфу, и там, где около минуты светил ультрафиолет, пластик становился проводящим датчиком eurekalert.orgeurekalert.orgeurekalert.orgОткрыть источник ↗.

Обычно датчики роботов устанавливают на заводе, исходя из предположения о среде, в которую робот попадёт. Ведущий автор Кадри-Анн Панкратов говорит, что цель работы — дать роботам кровеносную систему, которая разносит по телу молекулярные строительные блоки, так что нужное оборудование создаётся на месте, где и когда оно требуется eurekalert.orgeurekalert.orgeurekalert.orgОткрыть источник ↗.

Искусственная гемолимфа и напечатанные вены

Прототипом послужила орденская лента голубая (Catocala fraxini), у которой открытая кровеносная система: гемолимфа просто омывает органы. Корпус робота напечатан на 3D-принтере из прозрачного пластика PETG. Миллиметровые «вены» несут жидкость по крыльям площадью по 86 квадратных сантиметров, а промежутки между напечатанными линиями образуют плотную сеть микроканалов, из которых жидкость впитывается в пластик примерно на 10 микрометров. Один насос с разомкнутым управлением заполняет всё тело примерно 3 миллилитрами жидкости eurekalert.orgeurekalert.orgeurekalert.orgОткрыть источник ↗.

Искусственная гемолимфа — смесь пиррола, светочувствительного инициатора и добавки на основе целлюлозы. Там, где на корпус около минуты светил УФ, пиррол внутри пластика превращался в полипиррол — электропроводящий полимер, и полупрозрачный корпус в этом месте чернел. На остальных участках он не менялся. С помощью трафарета команда рисовала узоры датчиков с точностью 0,3 миллиметра eurekalert.orgeurekalert.orgeurekalert.orgОткрыть источник ↗.

Поведение датчика и ограничения

Новый материал работает как УФ-рецептор: при освещении его электрическое сопротивление кратковременно падает. Пока датчик не был выращен, робот на УФ не реагировал вовсе. После этого небольшой бортовой микроконтроллер фиксировал изменение и заставлял робота махать крыльями, которые приводит в движение проволока с памятью формы, или мигать светодиодом. По словам Панкратов, это новая часть тела, которой раньше не было, а не восстановление утраченной eurekalert.orgeurekalert.orgeurekalert.orgОткрыть источник ↗.

Датчик вёл себя не как откалиброванный заводской компонент. С каждым освещением его чувствительность росла, так как остатки пиррола продолжали полимеризоваться. Авторы трактуют это как форму памяти материала. Датчики работали и после более чем четырёх месяцев хранения eurekalert.orgeurekalert.orgeurekalert.orgОткрыть источник ↗.

Работа остаётся демонстрацией принципа. Показан один заранее заданный химический путь, а синтез необратим. Момент заполнения вен выбирали исследователи, а место образования датчика определял трафарет, а не окружающая среда eurekalert.orgeurekalert.orgeurekalert.orgОткрыть источник ↗.