Область мягкой робототехники, о которой мы достаточно часто рассказывает нашим читателям, обладает огромным потенциалом в мире медицины, гибкие и эластичные робототехнические устройства в большей мере совместимы с мягкими органами тела человека, нежели чем устройства, конструкции которых изготовлены из жестких материалов. Самым подходящим видов материалов для мягких роботов являются гидрогели разного типа, и не так давно исследователям из Массачусетского технологического института удалось создать новый тип гидрогела, параметры которого выгодно отличают его от других подобных материалов. Для демонстрации возможностей нового материала исследователи изготовили из него прозрачного робота-невидимку, способного ловить и удерживать, правда, не очень большую, но живую рыбу в аквариуме.

"В большинстве случаев гидрогели представляют собой материалы с очень малой прочностью, они легко деформируются и разрываются даже при прикладывании к ним небольшого усилия" - рассказывает профессор Хуанхе Жао (Xuanhe Zhao), - "Мы же занимаемся поисками биологически совместимых гидрогелей, которые сохраняются все свои преимущества и одновременно обладают достаточно высокой механической прочностью. И на основе таких гидрогелей уже сейчас можно создавать устройства, приводимые в действие при помощи гидравлики".

Все гидрогелевое тело робота-невидимки пронизано сетью полостей, которая имеет определенную конфигурацию. Гидравлическая система устроена таким образом, что в определенные секции полостей можно накачивать воду. А комбинации наполненных и пустых секций позволяют телу робота сжиматься определенным образом, расправляться и совершать другие движения. О прочности нового гидрогелевого материала говорит то, что элементы, изготовленные из него, могут через несколько секунд развивать усилие, измеряемое несколькими ньютонами, в то время как другие материалы могут обеспечить усилие лишь на уровне десятков и единиц миллиньютонов.
 

Испытания прозрачного робота показали, что он способен не только работать в роли своего рода "невидимой удочки". При его помощи можно захватывать и удерживать достаточно массивные шары и объекты еще более сложной формы. Гидрогелевый материал способен выдержать без снижения своих прочностных характеристик до тысячи рабочих циклов, после чего он начинает разрываться, в нем возникают микроразрывы, которые постепенно увеличиваются со временем.

"Созданного из гидрогеля робота практически невозможно увидеть в воде, поскольку он сам на 99 процентов состоит из воды" - рассказывает профессор Жао, - "Он может поймать и удерживать живую рыбку, не нанося ни малейшего вреда ее хрупкому тельцу. А любой манипулятор, изготовленный из твердого материала, попросту раздавил бы ее"

"Такие роботы, состоящие преимущественно из жидкости и приводимые в действие той же жидкостью, могут успешно взаимодействовать даже с самыми нежными тканями органов человека" - рассказывает профессор Жао, - "Более того, гидрогелевый робот может быть изготовлен из материала естественного происхождения и наполнен жидкостью так же естественного происхождения, что сделает его полностью биологически совместимым с организмом пациента, который и станет источником материала и жидкостей. Останется только придумать наилучший метод управления и мы получим робота или имплантат, которые смогут оказывать неоценимую помощь работе органов человека".