Дослідники з Технологічного інституту Джорджії створили унікальне м’яке роботизоване око, здатне автофокусуватися під впливом світла без необхідності підключення до зовнішнього джерела живлення. Ця інновація може стати проривом для м’якої робототехніки, забезпечуючи автономну роботу роботизованих систем в умовах, де традиційна електроніка неефективна.
Про це розповідає ProIT
Особливості конструкції та принцип роботи нового ока
Розроблена лінза демонструє надзвичайну чутливість: вона дає змогу розрізняти найдрібніші деталі, наприклад, волоски на лапках мурахи чи крихітні частинки зерна. Така точність відкриває перспективи для використання пристрою у носимих гаджетах, автономних роботах і технологіях, призначених для роботи у складних чи небезпечних середовищах.
Лінзу виготовлено з гідрогелю, укріпленого полімерним каркасом. Цей матеріал здатен швидко змінювати свої властивості: під час нагріву він виділяє воду й стискається, стаючи більш твердим, а при охолодженні вбирає воду та розбухає. Дослідники додали у гідрогель наночастинки оксиду графену, які поглинають світло, нагріваються та запускають зміну форми лінзи.
“Традиційні роботи з електричним приводом використовують жорсткі датчики та електронні компоненти для сприйняття навколишнього світу. Але якщо ви шукаєте м’якіших, податливіших роботів, які, можливо, не використовують електрику, то вам доведеться подумати про те, як ви збираєтеся здійснювати сенсорну обробку за допомогою цих роботів”, — зазначає перший автор дослідження, доктор Корі Чжен з кафедри біомедичної інженерії.
Застосування та можливості м’якої лінзи
Гідрогелеве кільце розташоване навколо лінзи з кремнієвого полімеру, а вся конструкція імітує людське око. Завдяки цьому пристрій можна вмонтовувати у різноманітні оптичні системи, включаючи мікроскопи. В експерименті вчені довели, що лінза може візуалізувати надзвичайно малий простір — наприклад, 4-мікрометровий зазор між кігтями кліща, розрізняти 5-мікрометрові нитки грибка чи 9-мікрометрову щетину мурахи.
Лінза реагує на світло у всьому видимому спектрі — при видаленні джерела освітлення гідрогель набрякає, послаблюючи натяг лінзи. Технологія вже інтегрується у мікрофлюїдні системи з того ж гідрогелю, що дозволяє використовувати світло не лише для створення зображення, а й для живлення автономних інтелектуальних камер.
Завдяки адаптивності гідрогелю, розроблена лінза здатна бачити те, що недоступне людському оку. Вона може імітувати будову ока кішки чи копіювати W-подібну сітківку каракатиці, що забезпечує розпізнавання кольорів поза межами можливостей людини. Результати дослідження опубліковані у журналі Science Robotics.
