Японские ученые представили концепцию гибкой электроники, способной к самостоятельной сборке и перестройке. Разработанная технология относится к классу так называемой «кинетической электроники» — в отличие от традиционных жестких и монолитных устройств, новые модули могут двигаться, соединяться друг с другом и менять свою конфигурацию.
Суть разработки заключается в создании тонкопленочных модулей, оснащенных электромеханическим механизмом стыковки. По словам разработчиков, главная задача заключалась в том, чтобы обеспечить возможность соединения и разъединения этих модулей при необходимости, сохраняя при этом электрический контакт.
Физически эффект достигается за счет комбинации двух типов пластика — полипропилена и полиимида — в исполнительном слое устройства. При нагревании от встроенного золотого микронагревателя эти материалы расширяются с разной скоростью, что заставляет модуль изгибаться по заданной траектории. Это управляемое движение используется для реализации нескольких вариантов стыковки: в одном случае применяется петлевой захват, в другом — крепление по принципу когтя, которое удерживает модули вместе даже после отключения питания.
В рамках исследования были протестированы две конфигурации сборки. Система работает при относительно низком напряжении — от 5 до 12 вольт. Во время стыковки механизм потребляет около 1,1 Вт, обеспечивая деформацию модуля на 10 миллиметров. Вторая конфигурация, предназначенная для разделения, показала среднее энергопотребление 0,43 Вт и удерживающую силу примерно 6,1 миллиньютона. Соединение между модулями сохраняется даже в обесточенном состоянии, что подтверждает возможность создания реконфигурируемых самоорганизующихся систем.
Потенциальные области применения технологии включают носимые медицинские датчики, которые могли бы перестраиваться для отслеживания разных показателей, мягких роботов, способных менять форму для прохода через узкие пространства, а также самовосстанавливающиеся электронные схемы. Однако на данный момент разработка находится на ранней стадии. В долгосрочной перспективе авторы проекта ставят целью создание устройств, способных к самоадаптации и самостоятельной сборке, подобно биологическим системам.
Читайте также: BrainCo представила платформу для управления роботами силой мысли.