Если вы смотрели фильм Терминатор-2, вам могло казаться, что робот Т-1000 невозможен, ведь он сделан полностью из жидкого металла и в нем нет привычных жестких микросхем. Но недавно ученые из Гарварда доказали, что это не совсем фантастика, создав жидкость, которую можно запрограммировать. Исследователи говорят, что могут использовать эту жидкость, чтобы наделить простой интеллект работы.
Гарвардские исследователи создали то, что они характеризуют как «интеллектуальную жидкость» или программируемую жидкость с уникальной структурой, которая позволяет ей радикально изменять свои свойства.
Хотя вещество не может быть буквально «умным», оно чрезвычайно чувствительно. Как указано в исследовании, опубликованном в журнале Nature, жидкость или «метафлюид» разработана таким образом, чтобы иметь программируемую сжимаемость, оптическое поведение и вязкость. Впервые для метафлюидов она может даже переходить между ньютоновским и неньютоновским сословиями.
Исследователи утверждают, что жидкость может иметь широкий спектр применений, особенно в робототехнике.
«Мы лишь царапаем поверхность того, что возможно с этим новым классом жидкости, – сказал соавтор исследования Адель Джеллули, физик из Гарвардской школы инженерии и прикладных наук имени Джона Полсона. — С помощью этой единственной платформы вы можете делать столько разных вещей во многих разных сферах».
Метаматериалы – это искусственно созданные материалы с редкими свойствами, которые, по словам исследователей, определяются их структурой, а не составом.
В отличие от других метаматериалов, строительные блоки которых традиционно располагаются в фиксированных положениях в структуре решетки, это последнее творение состоит из крошечных резиноподобных сфер, взвешенных в несжимаемой жидкости, в данном случае силиконовом масле.
Эти сферические капсулы наполнены воздухом и при достаточном давлении изгибаются. Свернувшись, капсулы образуют линзообразную полусферу. Оставьте их в покое, и они сохранят свою нормальную форму. Это радикально изменяет свойства жидкости: например, полусферы под давлением могут позволять свету фокусироваться и проходить, тогда как полные сферы могут блокировать его.
«В отличие от твердых метаматериалов метафлюиды обладают уникальной способностью течь и адаптироваться к форме своего контейнера, — говорится в заявлении соавторов Катя Бертольди, Уильяма и Ами Куан Данофф, профессор прикладной механики в SEAS. – Нашей целью было создать метафлюид, не только обладающий этими замечательными свойствами, но и обеспечивающий платформу для программируемой вязкости, сжимаемости и оптических свойств».
В многообещающей демонстрации исследователи использовали свой метаматериал как гидравлическую жидкость в роботизированном захвате. Испытание было казалось бы простым: все, что робот должен был сделать, это поднять хрупкие предметы, такие как стеклянная бутылка и яйцо, не раздавив их.
Благодаря метафлюиду робот автоматически реагировал на разное давление разных объектов без дополнительного программирования или внешнего контроля, чего традиционная гидравлическая жидкость не смогла бы сделать.
«Мы показываем, что можем использовать эту жидкость, чтобы наделить простого робота интеллектом», — сказал Джеллули.
Это только предварительный просмотр возможностей смарт-жидкости. Далее исследователи хотят проверить акустические и термодинамические свойства метафлюида, обычно применяемые для метаматериалов.
