Прыжки под инфракрасным светом
Исследователи из Университета штата Северная Каролина создали мягких роботов в форме капли, которые подпрыгивают вверх или вперед под воздействием инфракрасного света. И они продолжают прыгать, пока свет горит. Работа демонстрирует новый механизм самовосстанавливающегося прыжкового поведения в мягкой робототехнике.
Простой дизайн с кручением
«Этот дизайн „кольцевого прыгуна“ очень прост, — говорит Цзе Инь, профессор машиностроения и аэрокосмической техники в NC State и автор статьи, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences. — Мы используем кручение для накопления упругой энергии, а затем высвобождаем её всю сразу. И сама конструкция такова, что ей не нужен сброс между прыжками. Она перезаряжается сама».
Роботы сделаны из ленты из жидкокристаллического эластомера, придающей форму капли, с тонкой алюминиевой трубкой в форме буквы V на одном конце. При воздействии света от инфракрасной лампы поверхность ленты сокращается, заставляя её вращаться.
Как накапливается энергия
Жёсткая V-образная часть на одном конце не даёт ленте просто катиться на месте, из-за чего она закручивается всё туже и туже. Так накапливается энергия, пока скручивание не достигает критической точки. Тогда лента высвобождает энергию, V-образный конец капли резко щёлкает вниз и ударяется о поверхность. Это подбрасывает каплю в воздух.
Высвободив накопленную энергию, капля возвращается к исходной форме. Процесс повторяется бесконечно, пока робот находится под инфракрасным светом.
Управление движением через геометрию
«Мы обнаружили, что можем управлять характером движения, внося небольшие изменения в конструкцию, — говорит Фанцзе Ци, первый автор статьи и постдокторант NC State. — Если V-образный конец капли очень широкий, под углом 120 градусов, робот просто ползёт вперёд. Если уменьшить угол до 90 градусов, он прыгает вперёд. А если снизить его до 50 градусов, робот совершает вертикальный прыжок. Иными словами, один-единственный геометрический параметр определяет, будет ли он ползти, прыгать вперёд или взлетать вверх».
«Мы также могли увеличить дальность прыжка, добавив небольшой груз на округлый конец капли, — добавляет Ци. — Это смещает центр масс и обеспечивает более мощное и стабильное движение вперёд, как у пловца, который наклоняется вперёд, ныряя со стартовой тумбы».
Роль интенсивности света
Кроме того, исследователи выяснили, что интенсивность инфракрасного света играет важную роль. «Он должен быть достаточно сильным, чтобы вызвать прыжок, но не слишком сильным, иначе робот начинает скакать хаотично и в непредсказуемых направлениях», — поясняет Ци.
В ходе испытаний концепции исследователи обнаружили, что каплевидные роботы могут перепрыгивать склоны, препятствия и самые разные поверхности: траву, песок, камни и мульчу.
Перспективы применения
«Прямых применений у этой работы пока нет, но это фундаментальное достижение, которое стоит изучить для потенциального использования в навигации по окружающей среде, роевой робототехнике и перемещении по пересечённой местности», — заключает Инь.
Данные о публикации
Fangjie Qi и соавторы, «Самоскидывающееся мягкое кольцо для автономных непрерывных прыжков в неструктурированной среде», Proceedings of the National Academy of Sciences (2026). DOI: 10.1073/pnas.2607940123
Кто стоит за этой историей? Лиза Лок
Бакалавр истории искусств, магистр материальной культуры. Бывший музейный редактор, фельдшер и координатор по трансплантации. Редактирует Science X с 2021 года. Полный профиль →
Роберт Иган
Бакалавр математической биологии, магистр творческого письма. Много путешествовал, имеет нестандартный взгляд на науку и язык. Полный профиль →
Ссылка: Световые мягкие роботы, которые могут прыгать бесконечно (2026, 28 августа), получено 29 августа 2026 года с https://techxplore.com/news/2026-08-powered-soft-robots.html
Данный документ защищен авторским правом. За исключением добросовестного использования в целях частного изучения или исследования, ни одна часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Содержание предоставлено исключительно в информационных целях.
Смотрите также в каталоге ROBOWIN
Под заказ 25–55 дней, со склада по России 1–3 дня. Частному лицу карта и чек, компании счёт.