Nowy materiał zachowuje się jak Terminator. Dowiedzieliśmy się, jak to możliwe

Terminator z Arnoldem Schwarzeneggerem to dla wielu osób jeden z kultowych filmów czasów młodości. Okazuje się, że inżynierowie prowadzący badania nad materiałami również się nim inspirowali – i to do tego stopnia, że stworzyli coś, co może zaskakująco sprawnie przechodzić między różnymi formami.
Nowy materiał zachowuje się jak Terminator. Dowiedzieliśmy się, jak to możliwe

Na czele zespołu zajmującego się tą sprawą stanął Otger Campàs z Instytutu im. Maxa Plancka w Dreźnie. Wraz ze współpracownikami korzystali nie tylko z tego, co przed laty widzieli na ekranie. Bardzo istotnym elementem ich działań były procesy zachodzące w zarodkach przy udziale tworzących je komórek. Takie mechanizmy prowadzą do kolektywnych działań, które są teraz naśladowane przez miniaturowe roboty. Wspólnymi siłami tworzą one większe struktury mogące w jednej chwili zachowywać się niczym ciecze, by później wykazywać cechy typowe dla ciał stałych.

Czytaj też: Roboty z umysłem zbiorowym już tu są. Figure AI tworzy sztuczną inteligencję, która przerasta ludzką wyobraźnię!

Oczywiście trudno sobie wyobrazić, by kultowa hollywoodzka produkcja stanowiła dla naukowców coś więcej niż ogólną inspirację. Znacznie ważniejsze były w tym zakresie wspomniane mechanizmy. Obserwując zachowanie zarodków członkowie zespołu badawczego zdali sobie sprawę, że ich sprawne przełączanie się między dwoma różnymi stanami można byłoby wykorzystać w przypadku materiału, który można byłoby określić mianem prawdziwie futurystycznego.

Projektując swoje miniaturowe roboty niemieccy inżynierowie postanowili zaimplementować im trzy cechy typowe dla komórek w embrionach. Chodziło o możliwość poruszania się względem siebie w nawet najbardziej niesprzyjających okolicznościach; rozpoznawanie sąsiednich komórek i nadawanie im ruchu w określonym kierunku; zapewnienie komórkom zdolności do przylegania do siebie w celu tworzenia spójnej struktury.

Kiedy przyszła pora na powtórzenie tego wyczynu w świecie robotów, te mechaniczne elementy zostały wyposażone w koła zębate mające zazębiać się z pozostałymi. W ten sposób poszczególne maszyny poruszały się w grupowy sposób, na podobnej zasadzie jak komórki będące składowymi żywych organizmów. 

Materiał stworzony przez niemieckich naukowców zachowuje się jak filmowy Terminator. Może błyskawicznie przechodzić między zachowaniem typowym dla cieczy i ciał stałych

Łączenie poszczególnych elementów zapewniały magnesy, podczas gdy fotodetektory były odpowiedzialne z wysyłanie podstawowych poleceń z wykorzystaniem światła. To, czy robot pozostawał w stanie stałym bądź ciekłym było zależne od przyłożonej przez silniki siły. Ta była przypisana do konkretnych konfiguracji ustalonych wcześniej przez autorów publikacji zamieszczonej na łamach Science.

Czytaj też: Nieporządek robi z materiałami coś niesamowitego. Naukowcy chcą to wykorzystać

Kiedy przyszła pora na ostateczny test tej technologii, powstały dwa roboty składające się łącznie z dwudziestu mniejszych maszyn. Obie grupy mogły wydłużać się względem siebie, łączyć, a nawet tworzyć coś w rodzaju mostu. Jego wytrzymałość była na tyle wysoka, by unieść obiekt o masie niemal pięciu kilogramów. Z kolei roboty połączone w formę sześcianu mogły utrzymać człowieka ważącego około 70 kilogramów. Z czasem okazało się, że powstające struktury mogły być naprawdę zróżnicowane. Dalsze wysiłki inżynierów zza naszej zachodniej granicy będą się koncentrowały na tworzeniu jeszcze mniejszych elementów, ponieważ te dotychczasowe miały ponad 5 centymetrów średnicy. Celem będzie zmniejszenie tego parametru do około jednego milimetra.