Американські фізики сконструювали прототипи м'якого електрогідравлічного приводу трьох конструкцій - шарнір, півмісяць і півколо, які можна створити самостійно для бажаних поверхонь, що рухаються. Як приклад використання вчені пожвавили сторінки книги помахами крил метелика і коливаннями пелюсток квітки. Робота представлена на конференції
Електрогідравлічний руховий механізм завжди був серед нас - з його допомогою скорочується серце і працюють легені. Електрогідравлічні приводи досить компактні і безшумні, а також володіють високою швидкістю дії. За рахунок цього венерина мухоловка здатна ловити комах (нещодавно вчені навчилися керувати цим за допомогою електродів), а риба фугу швидко надуватися при виникненні небезпеки. Електрогідравлічні приводи вже давно використовуються в аерокосмічній промисловості, але з точки зору механізму для інтерфейсу їх почали розглядати зовсім недавно. А тому задовільних прототипів, які не були б повільними, галасливими і негнучкими, поки що немає.
Три роки тому американські дослідники представили м'який електрогідравлічний привід, здатний піднімати вантаж з масою до чотирьох кілограмів. А цього року фізик Пурненду (Purnendu) спільно з колегами з колорадського університету в Боулдері розробив моделі гнучких електрогідравлічних приводів трьох типів геометрії: шарнір, півколо і півмісяць. Для виготовлення приводів вчені використовували мішок з поліетилентерефталату (PET) з діелектричною рідиною (силіконова мастила), одна частина якого поміщена між двома гнучкими вуглецевими електродами, а інша частина закріплена до деталі, що рухається. У загальному випадку в конструкції були присутні жорсткий шар, що обмежує деформацію мішка, і тонкий діелектричний шар між електродом і жорстким шаром. Однак для геометрії типу півмісяць і напівколо ці частини були необов'язковими.
При створенні різниці потенціалів між двома електродами вони здавлюють мішок і рідина перетікає в іншу частину мішка, тим самим рухаючи деталь. Різність потенціалів у цьому пристрої була досить великою - до 10 кіловольт. Зі зростанням напруги максимальний кут підйому змінювався монотонно, при цьому форма півмісяця згиналася на найбільший кут в 60 градусів, проте робила це стрибкоподібно, тоді як для шарнірної конструкції максимальний кут склав приблизно 25 градусів з більш рівномірним розподілом. Шарнірна конструкція приводу з об'ємом рідини в три мілілітри в межі могла підняти 13 грам на один і той же кут.
Для розробки рухомих поверхонь команда дослідників написала програму, слідуючи якій можна створити власний об'єкт з рухомими частинами, використовуючи геометричні конструкції електрогідравлічних приводів в якості блоків. За допомогою термоспайки користувач може створити полімерний мішок на власних поверхнях, заповнити його силіконовою олією і нанести електродну фарбу на поверхню - всі тонкощі розраховує програма.
Щоб перевірити працездатність своїх прототипів, вчені створили кілька моделей - метелик, квітку, голову Міккі Мауса, смартфон, орігамі журавля, коробку і миску. Для перших трьох моделей було вирішено використовувати конструкцію півмісяця, для смартфона - півколо, а для останніх трьох - шарнірну. Компактний дизайн конструкції півмісяця дозволяє використовувати їх для «пожвавлення» картинок у книзі. Всі фігури рухалися, проте варто врахувати, що це лише початок розробки і форма буде вдосконалюватися для більш живого руху. Миска з таким приводом може змінювати свою глибину, підлаштовуючись під потреби власника.
З обмежень і слабких сторін нових електрогідравлічних приводів можна виділити високу робочу напругу - в майбутньому вчені планують підібрати матеріали діелектричної рідини і форми полімерного мішка для зниження напруги. Також у майбутніх роботах автори розглянуть сенсорну сторону розробки - щоб фігури реагували на зовнішні збудники, а також реалізують повністю автоматичний процес складання.
Механічні приводи останнім часом активно розвиваються вченими - в основному завдяки робототехніці. На сьогоднішній день існує величезна кількість пристроїв, що імітують пересування тварин. Два роки тому американські інженери представили літаючу робопчелу, робогусеницю і робомедузу.