Мягкий робот из светочувствительного материала выполняет сложные движения под действием лазерных лучей — без электроники или проводов. Движениями управляет нейросеть, которая предсказывает нужные световые паттерны.
Исследователи из Университета Райса создали роботизированную руку из жидкокристаллического эластомера на основе азобензола — полимера, который реагирует на свет. При воздействии синего лазера материал сжимается и изгибается в сторону луча, как растение тянется к солнцу. В темноте он растягивается и за несколько секунд возвращается в исходное положение.
Для управления инженеры использовали пространственный модулятор света: он делит лазерный луч на несколько и направляет их в разные зоны роборуки. Включая и выключая отдельные лучи, можно изгибать ее в нужной точке — как щупальце осьминога. Теоретически такая система может обеспечивать бесконечное число степеней свободы.
Ученые протестировали различные варианты световых рисунков, создаваемых лазером, и зафиксировали реакцию устройства. Эти данные использовали для обучения нейросети, способной предсказывать нужный паттерн для выполнения конкретного движения.
Управление роборукой с помощью лазера
Разработанный материал работает с безопасным синим светом. Пока рука движется только в двух измерениях, но в будущих версиях разработчики планируют добавить возможность изгибов в трех плоскостях с помощью дополнительных сенсоров и камер.
Технология пригодится в медицине для создания мягких имплантируемых хирургических устройств, а также в промышленности, где необходимы роботы для работы с хрупкими или деликатными объектами. Большинство мягких роботов сейчас ограничены либо проводам, либо свободой движения. Новый подход может изменить эту ситуацию.
