Ученные научили пластик «ходить»

Как утверждают его разработчики, во время эксперимента пластик был способен перемещаться, когда на него падал свет — в будущем это может привести к созданию искусственных мышц.

Кусочки пластика изготовлены из термочувствительного жидкокристаллического полимера и слоя красителя. Они могут преобразовывать энергию в механическое движение — имитировать ходьбу.

Подобно эксперименту Павлова с собакой, в котором животное научили ассоциировать колокольчик с едой, они «обманули» робота, используя свет с теплом, пока он не отреагировал на свет.

Исследователи из Финляндии говорят, что эта новая пластиковая технология может быть идеальной для применения в биомедицине.

«Эти дистанционно управляемые жидкокристаллические сети ведут себя как маленькие искусственные мышцы, — отмечает возглавлявший исследование учёный Арри Приимяги (Arri Priimägi). — Я надеюсь и верю, что есть много способов, которыми можно в будущем принести пользу биомедицине, в том числе и с помощью фотоники.»

При ходьбе «роботы», известные как синтетические приводы, сгибаются, подобно человеческому указательному пальцу — после чего «ходят», как дюймовые черви со скоростью 0,03 дюйма в секунду (0,76 мм).

«Наше исследование ставит вопрос о том, можно ли неодушевлённый материал как-то чему-то элементарному научить, — говорит доктор Приимяги. — Если нашу систему сравнить с экспериментом Павлова, то тепло соответствует пище, а свет соответствует колокольчику.»

«Многие скажут, что наше сравнение является чересчур грубым, и в некотором смысле эти люди будут правы, потому что по сравнению с биологическими системами, материал, который мы изучали, очень прост и ограничен. При правильных же обстоятельствах аналогия верна», — сказал он.

Процесс кондиционирования, который связывает свет с теплом, позволяет красителю на поверхности распространяться по всему приводу, придавая ему синего окраса.

Это явление увеличивает общее поглощение света, что повышает температуру привода. Затем он «учится» сгибаться при облучении.

Следующий шаг для команды — увеличить степень контроля над движением пластика и сделать систему более сложной.

Они хотят лучше понять границы аналогий, которые можно провести между биологическими системами и этими пластиковыми «роботами».

«Мы стремимся задавать вопросы, которые, возможно, позволят нам взглянуть на неодушевлённые материалы по-новому», — говорит Приимяги.

В другом, но связанном с этим, эксперименте финские исследователи создали пластиковую «Собаку Павлова» с глиняными лапами и «твёрдым телом», наполненным жидкой версией «шагающего пластика», который использовался в основном эксперименте.

Затем они научили этот жидкий пластик капать из твёрдого тела каждый раз, когда на него падал свет, имитируя последствия эксперимента с собакой Павлова.

Команда эффективно заставила свою искусственную собаку «выделять слюну», когда на неё попадал свет, тем самым имитируя слюноотделение реальной собаки в эксперименте Павлова, когда звонил колокольчик.

Помимо ходьбы и пускания слюней, системы могут также «распознавать» и реагировать на различные длины волн света, которые соответствуют красителю, в который они окрашены.

Эта особенность означает, что материал может быть «настроен» и фактически является мягким микро-роботом, которым можно управлять дистанционно.