Исследователи Массачусетского технологического института разработали модульные элементы для создания перенастраиваемых умных устройств. Электрические соединения в таких конструкциях сохраняют работоспособность независимо от того, какую форму принимает объект. Новые компоненты получили название bifur-circuits (бифуркационные схемы).
Технология позволяет устройствам определять собственную конфигурацию без внешних проводов. Такие элементы могут применяться при создании адаптивной мебели для восстановления после травм, а также роботизированных захватов, меняющих форму для разных задач. О разработке сообщили в MIT.
Компоненты печатаются на 3D-принтере и относятся к механическим метаматериалам — конструкциям из повторяющихся элементов, способным изменять форму под воздействием усилия. В отличие от прежних решений, новая система дает значительно больше вариантов конфигурации за счет соединения и поворота модулей. При этом встроенные проводящие материалы поддерживают электрический контакт при сжатии, скручивании и изменении положения конструкции.
В ходе испытаний ученые собрали несколько интерактивных объектов. Среди них — кресло, которое может превращаться в столик с местом для хранения или складываться для компактного размещения. Конструкция распознает свою форму и передает соответствующую информацию на электронный дисплей.
Разработчики также проверили прочность перенастраиваемых структур, сжав их более 10 000 раз. После испытаний электрические соединения не потеряли работоспособность. Для проектирования объектов создана программа, которая формирует инструкции для многоматериального 3D-принтера.
По оценке авторов работы, bifur-circuits (бифуркационные схемы) могут использоваться в средствах реабилитации, мягких модульных роботах, антеннах связи и датчиках. Такие антенны смогут менять форму и подстраивать рабочую частоту без громоздких механических деталей. В дальнейшем исследователи намерены расширить возможности конструкций и изучить новые формы метаматериалов.