Этот робот-краб, шириной всего в полмиллиметра, может изгибаться, извиваться, ползать, ходить, поворачиваться и даже прыгать. Исследователи также разработали роботов миллиметрового размера, которые напоминают гусениц, сверчков и жуков. На сегодняшний день это изобретение носит экспериментальный характер, но ученые считают, что в будущем их технология позволит создавать роботов микроразмера, которые станут выполнять практические задачи в условиях крайне ограниченного пространства.

Исследование было опубликовано 25 мая в журнале Science Robotics. А в сентябре прошлого года та же команда представила крылатый микрочип, который был самой маленькой из когда-либо созданных человеком летающих структур.

"Робототехника — захватывающая область, а разработка микророботов — веселая часть академических исследований, — сказал Джон А. Роджерс, который руководил этим экспериментом. — Такие микророботы могли бы ремонтировать или собирать мелкие конструкции или машины в промышленности. Или же очищать закупоренные артерии для предотвращения внутреннего кровотечения во время хирургических операций. Их можно было бы также использовать для удаления раковых опухолей. И все эти процедуры были бы минимально инвазивными".

По словам профессора Юнган Хуанга, который руководил теоретической работой, новая технология позволяет роботу совершать целый ряд контролируемых движений, чего очень трудно достичь в таких малых масштабах.

Пионер в области биоэлектроники, Роджерс является профессором материаловедения и инженерии в Центре биомедицинских исследований Луи А. Симпсона и Кимберли К. Куэрри, профессором биомедицинской инженерии и нейрохирургии Северо-Западного университета, а также директором Института биоэлектроники Куэрри Симпсон (QSIB). Хуанг — профессор машиностроения Северо-Западного университета и ключевой член QSIB.

Чтобы привести в движение этого робота, уступающего размерами блохе и напоминающего миниатюрного крабика, не требуется задействовать сложную аппаратуру, гидравлику или электричество. Его особенность заключается в эластичности тела. Для создания робота ученые использовали материал с эффектом памяти формы, который меняет положение при нагревании. Исследователи при помощи сканирующего лазерного луча быстро нагревают разные точки на теле робота, а после охлаждения тонкий слой стекла возвращает деформированному компоненту конструкции его первоначальную форму.

По мере того, как робот переходит из одной фазы в другую — деформируясь до запомненной формы и обратно — он приходит в движение. При помощи лазера можно заставить робота двигаться не только вперед, но и в разные стороны. Например, сканирование слева направо заставляет робота двигаться справа налево.

"Поскольку эти структуры такие крошечные, скорость охлаждения очень высока, — объяснил Роджерс. — А если уменьшить размеры роботов, они смогут двигаться еще быстрее".

Чтобы изготовить такого робота, Роджерс и Хуанг обратились к методу, который они представили восемь лет назад, — принципу сборки, вдохновленному детской книжкой-раскладушкой.

Сперва команда изготовила прототипы ходячих крабов в плоскости. Затем их прикрепили к слегка натянутой резиновой основе. Когда она стягивается обратно, краб сгибается, принимая заданную форму.

Используя этот метод, команда Северо-западного университета может разрабатывать роботов различных форм и размеров. Так почему именно краб? За это стоит сказать спасибо ученикам Роджерса и Хуанга.

"Этот метод и эти материалы позволяют создавать шагающих роботов практически любых размеров и трехмерных форм, — сказал Роджерс. — Но студентов вдохновляли и забавляли движения ползающих в разные стороны крошечных крабиков".