Роботы из принтера оживают после высыхания краски
Из принтера показался броский рисунок, отливающий местами металлом, местами — матовой пластмассой. Забрав листок в руки, человек сложил его по последовательности напечатанных линий, как будто бы оригами. Оказалась прекрасная бабочка. Ещё пара перемещений ножницами. Пара капель воды — вот ко мне, где распечаталась батарейка.
Готово. Бабочка бодро замахала крыльями и полетела. На разведку.
Думается фантастикой, но фактически все ингредиенты миниатюрных автомобилей, каковые возможно было бы распечатать на принтере (снабжённом нужным комплектов веществ), вырезать ножницами, сложить и запустить в перемещение — в том либо другом виде, в лабораторных ли опытах либо кроме того в промышленных изделиях — уже существуют. Лишь до тех пор пока они не собраны совместно.
Об этом, например, пишет в OhmyNews Грегори Дейгл (Gregory Daigle), доктор наук промышленного дизайна.
Последние проекты доказали, что в не таком уж далёком будущем струйные принтеры (простые, но намерено переоборудованные и с особенными «красками», и и принтеры, сконструированные заново), смогут печатать настоящие (не нарисованные) человеческие органы, еду и дома. Более того, взглянув материалы по этим ссылкам, вы заметите, что в данном направлении уже проводятся первые практические испытания.
Так из-за чего бы ещё не обучиться печатать роботов? Очевидно, не всяких. Весьма несложных.
Давайте же взглянуть на главные совокупности для того чтобы распечатываемого робота.
В первую очередь, нам нужна электронная управляющая схема. Пускай далеко не «микро», пускай весьма простенькая. Но однако нам пригодятся распечатываемые проводящие дорожки, транзисторы, сопротивления и другие элементы.
Распечатываемая электроника — уже не фантастика. Чипы RFID (на снимке), транзисторы, диоды — уже вышли далеко за стенки лабораторий (фото с сайта organics.eecs.berkeley.edu).
Пожалуйста. Разработка печати электропроводящих картинок существует (причём, таких разработок, отличающихся подробностями — кроме того не одна) и по большому счету органическая электроника начинается весьма интенсивно.
Железные чернила, распылённые с двух сторон сухой бумаги либо полимерной плёнки дадут вам конденсатор. А последние изучения кроме этого говорят о том, что легирование полимеров способно создавать на базе узких плёнок и транзисторы, и солнечные батареи, а также источники света — распечатываемые органические светодиоды и распечатываемые же органические же дисплеи.
Возможно, и светящиеся многослойные плёнки Smart Surface обучатся наносить печатающими головками — слой за слоем на подложку. Так что без «мозгов», и различных индикаторов а также экранов отечественный бумажный робот не останется.
Что со связью? В случае если уж чипы RFID сравнительно не так давно обучились печатать, то и с простеньким каналом связи инженеры справятся.
Так, отечественный принтер, талантливый напечатать работоспособного робота, необходимо зарядить рядом химических компонентов, талантливых создать электронную схему. Что дальше?
Узкая батарейка Power Paper на базе бумаги либо полимерной плёнки-электролита может выступать в качестве независимого изделия (вверху), либо являться неразрывной частью другого продукта из серии распечатываемой электроники (иллюстрации с сайтов userwww.sfsu.edu и power-id.com).
Нужен источник энергии. Тут обратите внимание, например, на продукцию израильской компании Power Paper, известной, к слову, читателям «Мембраны» по изобретению одномесячной татуировки.
Особые чернила (с цинком для анода и диоксидом марганца для катода) разрешают распечатать простенькую химическую батарейку на любой подходящей подложке — кроме того на бумаге.
Сама компания производит целую гамму узких (0,6 миллиметра) батареек «Power Paper» (что возможно перевести как «электрическая бумага»), но данный же принцип возможно применить и самостоятельно — как составную часть отечественного гипотетического робота из принтера. Так что добавим в проект отечественного «струйника» ещё картриджей — для электролита и электродов.
Очередь за неестественными мускулами. В качестве мышц таким миниатюрным роботам подошли бы плёнки из полимеров, активируемых электричеством (electro-actuated polymers — EAP).
Учёным известна масса полимеров, подходящих на эту роль. Их возможно распылять на подложке, подводить ток и вперёд — отечественные бумажные роботы уже смогут двигаться за разгибания и счёт сгибания определённых плоских участков (приблизительно так же, как смогут двигаться оригами, в то время, когда их дёргают за определённые уголки).
Во многих случаях, в качестве мышц подойдёт простой целлофан, дополненный электродами с двух сторон.
Полимерные неестественные мускулы-плёнки уже трудятся в ряде областей техники. Слева направо: электрически активируемый эластомер, сделанный в Беркли, контроллер, управляющий выпуском химикалий (компания Micromuscle) и изгибающаяся под действием напряжения пластинка, очищающая стекло (несколько Бар-Коэна) (фотографии с сайтов cs.berkeley.edu, micromuscle.com и ndeaa.jpl.nasa.gov).
Полимерные микроскопические мускулы уже используются в мелких неестественных рыбках, плавающих, приобретая энергию от внешнего электромагнитного поля; а также в более важных изделиях. К примеру, в компонентах медицинских устройств для ангиопластики (лечения сосудов с минимальным своевременным вмешательством), при которой эти миниатюрные устройства, выполненные из электроактивного полимера, вводятся вовнутрь сосудов. Такие микромышцы, например, делает шведская компания Micromuscle.
Всё это совместно неспешно преобразовывается в новую отрасль, которую исследователи из университета Калифорнии в Беркли (UC Berkeley), кроме этого трудящиеся в данной области, назвали флексоникой (Flexonic).
Так имел возможность бы смотреться робот-бабочка, только что выведенный на принтере: 1 – мускулы из EAP; 2- проводники; 3 – линии сгиба; 4 — батарейка; 5 – логическая схема (иллюстрация Jet Flyer).
Второй исследователь, изучающий возможности распечатываемой электроники — Джозеф Бар-Коэн (Yoseph Bar-Cohen) из Лаборатории реактивного перемещения (не) внес предложение концепцию робота-бабочки, с которой мы начали отечественный рассказ.
Наряду с этим Бар-Коэн верит, что этого робота в полной мере возможно было бы распечатать на принтере со особыми картриджами. Кроме этого учёный пояснил, что в будущем в полной мере реально создание принтеров, талантливых распылять через микроскопические головки не только металлизированную краску, но и те же EAP, другими словами — создавать «живую электрическую бумагу».
Действительно, Бар-Коэн подчернул, что он и его несколько не занимаются на данный момент игрушками, а разглядывают флексонику как огромное подспорье в деле освоения космоса. Но, как пояснил Джозеф, игрушечные роботы из принтера – это «часть моего видения будущего материалов EAP».
Но из-за чего сходу «игрушечные»? Та же бабочка имела возможность бы нести на себе какой-то несложный датчик. Конечно, так же создаваемый совместно со всеми остальными компонентами на протяжении вывода на печать это робота.
Оригами в роли разведчиков качества воздуха, к примеру — чем не фантастика? Скачал файл через Сеть (с сайта энтузиастов роботостроителей), вывел на печать. Поработал ножницами, сложил — и запустил в окно.
Нужен только принтер со особыми чернилами, да радиоприёмник для получения данных.
Бар-Коэн не готов назвать дату появления первых таких роботов. Но принципиально важно, что за ними стоит больше чем легко фантазия. И, возможно, лет через 15 принтеры, талантливые выводить на печать роботов-осьминогов, пауков либо тех же роботов-бабочек, покажутся в магазинах.
