Использования жидких металлов в робототехнике.

Команда Watson использует новый решетчатый материал для создания моделей, которые восстанавливают форму после того, как их раздавили.

В майском номере журнала «Аддитивное производство» будет опубликовано последнее исследование Чжана Уотсона, доктора технических наук и доцента кафедры машиностроения в Школе инженерии и прикладных наук. Это исследование заслуживает особого внимания, так как оно открывает новые возможности в области использования жидких металлов в робототехнике.

Согласно Томасу Дж., эксперту в области машиностроения, исследования команды по жидким металлам очень напоминают сюжет фильма «Терминатор 2: Судный день». В этом фильме робот-убийца преследует свою жертву и способен превращаться во что угодно. Однако, исследования команды Уотсона представляют собой несколько иной подход. Исследователи разработали новый решетчатый материал, который позволяет моделям восстанавливать свою форму после раздавливания. Это открывает новые возможности для создания более дружелюбных и гибких роботов.

Исследования Чжана Уотсона имеют большой потенциал в области робототехники. Новый решетчатый материал, разработанный командой Уотсона, может применяться не только для создания роботов, которые могут восстанавливать свою форму, но и для различных других приложений. Например, этот материал может использоваться в медицине для создания имплантатов, которые могут приспосабливаться к изменениям в организме пациента.

Исследование Чжана Уотсона демонстрирует, что робототехника продолжает развиваться и удивлять нас новыми технологиями. Новый решетчатый материал открывает новые возможности для создания более гибких и адаптивных роботов, которые смогут эффективно выполнять различные задачи. Это важный шаг вперед в развитии робототехники и позволяет надеяться на еще более удивительные открытия и достижения в будущем.
На протяжении более полугода команда аспирантов Фанганга Денга и Куанг-Кха Нгуена работала вместе с Чжану над разработкой производственного процесса для сложного нового решетчатого материала. Их целью было создание «первой в мире решетки из жидкого металла».

Решетка, изготовленная из сплава Филда, представляет собой смесь висмута, индия и олова. Этот сплав был назван в честь изобретателя Саймона Квеллена Филда и имеет низкую температуру плавления — всего 62°C (144°F).

Команда Watson столкнулась с трудностями в процессе разработки материала. Они должны были найти лучшие материалы и параметры обработки, чтобы заключить жидкий металл в каналах и контролировать общую форму и целостность оболочки.

В процессе работы команды Чжану узнал, что его новая решетка может быть сравнена с решеткой из фильма. Однако, он рассмеялся и признался, что никогда не видел этот фильм. Это показывает, что Чжану сосредоточен и увлечен своей работой, не обращая внимания на внешние аналогии и сравнения.
Серия прототипов, созданных командой Watson в ходе этого процесса, включала в себя удивительные изобретения. Они использовали сетчатые антенны в форме «паутины», соты, футбольные мячи и даже буквы BUME. Но наиболее впечатляющим из них была рука, которая удивительным образом открывалась, когда металлическая решетка плавилась, а затем восстанавливала свою форму после остывания. Ее движения напоминали Терминатора, создавая невероятные визуальные эффекты.

В этом новом исследовании жидких металлов много возможностей видит Чжан, как для НАСА, так и для частных космических компаний. Они могут вдохновить на бесчисленное множество применений и открыть новые горизонты в различных областях. Благодаря своим удивительным свойствам, жидкие металлы предлагают не только функциональность, но и эстетическое удовольствие. Визуальные эффекты, создаваемые этими материалами, могут быть поистине потрясающими и вдохновляющими.

За последние несколько лет Чжан активно исследует решетчатые материалы, начиная с его докторской диссертации в Университете Питтсбурга в 2012 году. Он обнаружил, что при твердом состоянии жидкого металла этот материал имеет высокую прочность и безопасен в использовании. Более того, при раздавливании жидкий металл поглощает огромное количество энергии, что делает его идеальным для защиты от ударов и взрывов.

Исследователи представляют себе возможность использования этого материала в космических миссиях. Например, разработчики спутников могут упаковать «паутину» из решетчатого металла в небольшой пакет и развернуть ее в виде антенны на орбите. Это позволит значительно уменьшить размер спутника и сделать его более эффективным в использовании.

Более того, компактные структуры, состоящие из решетчатого металла, могли бы быть использованы в будущих поселениях на Луне или Марсе. Астронавты могли бы брать с собой эти компактные структуры на борту исследовательского корабля и расширять их по мере достижения места назначения. Это значительно упростит процесс строительства и позволит быстро создавать прочные и устойчивые жилища на других планетах.
Исследователь также предложил идею построения межпланетного корабля с использованием металлического решетчатого материала. Он утверждает, что обычные материалы, такие как алюминий или сталь, не смогут выдержать удары при посадке на Луне или Марсе, поэтому предлагает использовать специальный металл. Подушки из металлической решетки поглощают энергию и деформируются, но их можно использовать множество раз.

Команда Watson уже начала исследование различных типов структур и улучшенных материалов покрытия для создания металлических решеток. Они стремятся создать дружелюбного робота с решеткой из жидкого металла. В настоящее время они уже разработали руку из сплава Филда, который позволяет ей врезаться в препятствия и восстанавливать свою форму при нагреве, что позволяет использовать ее снова и снова.

Таким образом, использование металлической решетки в межпланетных кораблях и роботах может стать революционным шагом в исследовании космоса. Этот материал обладает уникальными свойствами, которые позволяют ему выдерживать экстремальные условия и использоваться множество раз, что делает его идеальным для долгосрочных космических миссий.