Проблема хрупкости гибкой электроники и мягких роботов долгое время оставалась барьером для их широкого применения. Чтобы решить эту задачу, ученые создали «морфовзаимосвязанный защитный модуль» (MIPM). В спокойном состоянии устройство податливо, но при обнаружении удара или сильного давления оно мгновенно активируется.
Конструкция состоит из трех ключевых слоев:
1. Экзоскелет: внешний слой из сегментированных изогнутых пластин, напечатанных на 3D-принтере. 2. Сенсорный и исполнительный слой: включает тензодатчик (реагирует на прикосновение), нагревательный элемент и материалы, которые сжимаются и расширяются от тепла, заставляя структуру изгибаться. 3. Эндоскелет: внутренний каркас из плотной бумаги с полимерными чешуйками.
При срабатывании датчиков блок управления нагревает средний слой. Это приводит к тому, что структура сворачивается в шар, а жесткие пластины экзоскелета оказываются снаружи, защищая содержимое. Сегменты внутреннего каркаса сцепляются друг с другом, образуя прочный скелет, способный выдерживать значительные нагрузки – до 10 ньютонов на 10 сегментах. По словам ученых, эта технология открывает огромные перспективы для защиты любых гибких устройств.
Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
