Природа решает задачу выращивания органов с помощью системы кровообращения: кровь или гемолимфа переносят строительные блоки по всему организму, обеспечивая каждый орган доступом к необходимым ресурсам и возможностью избавляться от отработанных веществ. Исследователи из Тартуского университета и Итальянского технологического института поставили перед собой задачу наделить робота аналогичной способностью.

За основу инженеры взяли строение мотылька. У этих насекомых незамкнутая система кровообращения: специальный сосуд-насос приводит в движение гемолимфу (аналог крови у насекомых), которая лишь частично движется по определенным каналам, а по большей части просто омывает внутренние органы, находящиеся внутри экзоскелета. Это проще, чем создавать кровеносную систему замкнутого типа.

Крылья робота-мотылька — это живые структуры, заполненные гемолимфой, пишет Techxplore. Их почти плоская форма позволяет жидкости перемещаться в одной плоскости. Корпус робота был напечатан на 3D-принтере из прозрачного пластика. Сосуды шириной в миллиметр распределяют жидкость по крыльям, площадь каждого из которых составляет 86 см², а по плотной сети микроканалов жидкость проникает вглубь пластика примерно на 10 мкм. Единый насос, работающий по принципу разомкнутого контура, заполняет весь корпус жидкостью.

Для создания датчика исследователи прокачали через эти сосуды искусственную гемолимфу — смесь пиррола, светочувствительного инициатора и добавки на основе целлюлозы. В тех местах, куда примерно на минуту падало ультрафиолетовое излучение, пиррол внутри пластиковой структуры превращался в полипиррол — электропроводящий полимер. В этих местах полупрозрачный корпус становился черным.

Когда на «выращенный» ультрафиолетовый датчик падает УФ-излучение, его электрическое сопротивление на короткое время падает. Встроенный микроконтроллер фиксирует изменение сопротивления и приводит робота в действие: тот начинает махать крыльями или включает светодиод.

Иными словами, машина обрела замкнутый контур «восприятие — реакция», используя аппаратные средства, которых изначально у него не было.

Вдобавок, разработчики отметили любопытный незапланированный эффект: с каждым новым воздействием датчик становился все более чувствительным. Это происходило оттого, что остатки пиррола продолжали полимеризоваться. Ученые интерпретируют это как своего рода «память» материала: структура датчика становится своего рода записью того, с чем сталкивался робот.

Немецкие исследователи разработали роботизированные крылья, вдохновленные бабочками-монархами, которые функционируют исключительно благодаря магнитным полям, без батарей и электроники. Робот изготовлен методом 3D-печати с использованием гибкого пластика и магнитных частиц.