Ny teknik gör att robotar kan gå på vatten med hjälp av värmedrivna rörelser

Ett forskarteam från University of Virginia's School of Engineering and Applied Science har utvecklat en ny tillverkningsteknik kallad HydroSpread som gör det möjligt att mönstra ultratunna flexibla robotar direkt på en vattenyta. Den nya metoden - som beskrivs i tidskriften Science Advances - eliminerar ett svårt tillverkningssteg och kan möjliggöra massproduktion av små robotar för miljöövervakning och räddningstjänst.

Den största utmaningen med att skapa mjuka robotar som kan gå på vattnet är att deras extremt tunna kroppar ofta skadas när de flyttas från den styva yta där de tillverkas till en vattenyta. Den nya tekniken - HydroSpread - löser detta problem genom att filmen tillverkas direkt på vattenytan. Processen börjar med att ett flytande polymerbläck deponeras på en vattenyta.

För demonstrationerna deponerade forskarna polydimetylsiloxan (PDMS) på en vattenyta, där det spreds till perfekt enhetliga, tvåskiktade filmer. En laser används sedan för att exakt forma filmerna till önskade former.

Forskarna menar att denna metod ger bättre precision än tillverkning på en fast yta. Detta beror på att det flytande substratet (vatten) snabbt avleder värme från lasern, vilket förhindrar överhettning, som kan orsaka defekter i mönstren.

De har skapat två prototyper med hjälp av denna teknik: HydroFlexor, som paddlar med fenliknande rörelser, och HydroBuckler, som "går" med en böjande rörelse som efterliknar vattenlevande insekter. Robotarna drivs av värme från en extern infraröd källa, som får filmens två lager att expandera i olika takt, vilket skapar rörelse.

Enligt forskarna kan tekniken även användas i ultratunna filmer för bärbara medicintekniska produkter och flexibla komponenter för nästa generations elektronik.