Какво представляват bifur-circuits?
Bifur-circuits представляват 3D-печатни строителни блокове от класа на механичните метаматериали, които могат да се комбинират в значително повече конфигурации спрямо традиционните структури. Ключовото иновативно решение е интегрирането на проводящ материал вътре в самите блокове, който поддържа стабилни електрически връзки, независимо дали обектът се притиска, разтяга, върти или огъва.
„Метаматериалите могат да направят сложните механични сглобки лесни за производство, използвайки само повтарящи се единици. Нашата работа разширява този дизайн. Ако разглеждаме механичните метаматериали като строителни блокове, то нашата работа е един начин да използваме геометрията им за вграждане на вътрешна интелигентност в хардуера“, обяснява Марва АлАлауи, студентка по механично инженерство и водещ автор на изследването.
Системата разчита на фундаментално физично свойство, известно като механична бифуркация — рязка промяна в поведението на даден механизъм, когато приложената сила премине определен критичен праг. В bifur-circuits това се случва, когато свързаните блокове се въртят по определен начин около точка на завъртане, осигурявайки много по-стабилни конфигурации, отколкото един блок сам по себе си би могъл да поддържа.
Добавянето на допълнителни bifur-circuits към дадена структура експоненциално увеличава броя на възможните форми. „Бифуркацията ни позволява значително да разширим това пространство за реконфигуриране. Само добавянето на една допълнителна единица ни дава много повече комбинации от същата структура“, отбелязва АлАлауи.
Практически приложения
Изследователите вече демонстрираха няколко успешни прототипа и интерактивни обекта:
- Стол, който се превръща в маса: разполага с отделение за съхранение и може да се сгъне напълно за компактно прибиране. Обектът сам усеща текущата си конфигурация и изпраща съответните съобщения към електронен дисплей.
- Променящ се гейминг контролер: автоматично стартира различни видеоигри в зависимост от формата, в която е конфигуриран.
- Реконфигурируеми роботизирани хватачи: запазват електрическата си свързаност при промяна на формата за захващане на различни предмети.
- Антенни системи: адаптират формата си, за да регулират честотите и сигнала при променящи се условия на околната среда.
Тествана издръжливост
Едно от основните предизвикателства пред екипа е било интегрирането на проводящ материал, който да е достатъчно гъвкав за многократно огъване, но същевременно да запазва висока ефективност при протичане на електрически ток. След като усъвършенстваха дизайна, изследователите подложиха структурите на над 10 000 цикъла на притискане. Резултатите показаха пълно запазване на електрическата свързаност без никакво влошаване на качеството.
В бъдеще bifur-circuits могат да намерят приложение в създаването на интерактивни рехабилитационни и медицински инструменти, променящи формата си хватачи за модулни меки роботи, както и в разработването на реконфигурируеми спасителни убежища, които да реагират на промени в средата след природни бедствия.
Прочетете още:
Изследване на MIT разкрива, че големите езикови модели разсъждават по начин, подобен на човешкия мозък
Бионично коляно, което се интегрира с човешка тъкан, възстановява естественото движение
Физическите невронни мрежи могат да предефинират бъдещето на изкуствения интелект
MIT мозъчни импланти, които могат да премахнат нуждата от операции
Най-важното от първия ден на Световния мобилен конгрес в Барселона
Lenovo представи първия по рода си протопип на лаптоп с прозрачен дисплей
OpenAI и Microsoft работят върху суперкомпютър с AI за 100 млрд. долара
Tesla ще представи роботизираните си таксита на 8 август
Sony ULT Wear – ново поколение безжични слушалки с ANC и впечатляващ дизайн (Ревю)
В България бе открита Първата международна олимпиада по изкуствен интелект