Китайські інженери розробили частково м'якого підводного робота, який може працювати при високому тиску, в тому числі в Маріанській западині. Він рухається завдяки плавникам зі штучними м'язами, а його електроніка не руйнується під тиском завдяки тому, що інженери розділили плати з електронними компонентами на окремі частини, які менше схильні до впливу більших навантажень, ніж одна велика плата. Стаття опублікована в.
Глибоководні апарати оснащують міцними корпусами, здатними витримати величезний тиск води - з найглибшою точкою Маріанської западини воно на три порядки більше, ніж атмосферне. При цьому на глибинах в кілька кілометрів мешкають м'які організми, що виживають без подібних корпусів. Наприклад, на глибині у вісім кілометрів вчені зустрічали риб із сімейства ліпарових. Одна з особливостей цих риб, мабуть дозволяє їм занурюватися на таку глибину, полягає в будові скелета: він не до кінця окостенілий і частково складається з хрящової тканини, а череп має неоплошну будову і частково відкритий.
Інженери під керівництвом Тефена Лі (Tiefeng Li) з Чжецзянського університету вирішили використовувати принцип будови цих риб для створення м'якого робота, здатного працювати на граничних глибинах аж до дна Маріанської западини. У робота м'який полімерний корпус з двома бічними плавниками і хвостом. Вся електроніка ізольована від води і розташовується всередині полімеру: мікроконтролер, акумулятор і підвищувальний перетворювач напруги. За рух робота відповідають два актуатори. Актуатор складається з плоского електрода з вуглецевої мастили і двох попередньо розтягнутих діелектричних актуаторів. Під час подачі напруги виникає електричне поле, яке змушує діелектричні шари деформуватися, розтягуючись. Актуатори в роботі закріплені так, що при розтягненні і стисненні вони змушують плавники рухатися вгору і вниз відповідно.
Для захисту від величезного тиску автори вирішили децентралізувати електроніку: розділили одну велику плату на плати меншого розміру та окремі компоненти. Вони провели аналіз методом кінцевих елементів і порівняли напруги, що виникають в платі і компонентах при впливі зовнішнього тиску величиною 110 мегапаскалів при двох конфігураціях електроніки. Аналіз показав, що тиск викликає великі зрушення в місцях, в яких компоненти стикаються з платою. При однаковому тиску в 110 мегапаскалей на стиках компонентів єдиної плати середня напруга доходить до 60 мегапаскалів, а на розділеній на кілька фрагментів - тільки до 10 мегапаскалів.
Автори протестували робота в трьох умовах. В озері на глибині від 8 до 70 метрів:
У Південно-Китайському морі на глибині 3224 метри:
І на дні Маріанського жолоба на глибині 10900 метрів. У цьому випадку інженери не відпускали робота. Крім того видно, що його актуатори працювали з меншою амплітудою руху. Проте навіть на такій глибині робот зберіг працездатність:
У цьому роботі, як і в майже всіх м'яких роботах, все одно використовуються жорсткі компоненти. Але в останні роки інженери активно працюють над створенням повністю м'яких роботів. Вперше подібний пристрій створили американські інженери в 2016 році, а з тих пір інші розробники створили безліч окремих функціональних компонентів для них, наприклад, електрофлюїдні логічні схеми і повітряні клапани.