"Наша лаборатория всегда старается сделать роботов более выносливыми и маневренными, чтобы они работали дольше и обладали большими возможностями", - сказал Роб Шепард, адъюнкт-профессор механики и аэрокосмической инженерии. "Если вы заставите роботов работать в течение длительного времени, они будут накапливать повреждения. И так как же мы можем позволить им отремонтировать или справиться с этим ущербом?"

Лаборатория органической робототехники Shepherd разработала растягивающиеся волоконно-оптические датчики для использования в мягких роботах и связанных с ними компонентах - от кожи до носимых технологий.

Шепард говорит, что для того, чтобы самоисцеление сработало, ключевым первым шагом является то, что робот должен быть способен определить, что на самом деле есть что-то, что нужно исправить.

Для этого исследователи впервые применили технологию, использующую волоконно-оптические датчики в сочетании со светодиодными лампами, способными обнаруживать мельчайшие изменения на поверхности робота.

Эти датчики объединены с полиуретановым мочевинным эластомером, который включает водородные связи для быстрого заживления и дисульфидные обмены для прочности.

В результате SHeaLDS - самовосстанавливающиеся световоды для динамического зондирования - создают устойчивого к повреждениям мягкого робота, который может самовосстанавливаться после порезов при комнатной температуре без какого-либо внешнего вмешательства.

Чтобы продемонстрировать технологию, исследователи установили SHeaLDS в мягкого робота, напоминающего четвероногую морскую звезду, и оснастили его системой управления с обратной связью. Затем исследователи прокололи одну из его ног шесть раз, после чего робот смог обнаружить повреждение и самовосстанавливать каждый порез примерно за минуту. Робот также мог автономно адаптировать свою походку в зависимости от повреждений, которые он ощущал.

Хотя материал прочный, он не поддается разрушению.

"Они обладают свойствами, сходными с человеческой плотью", - сказал Шепард. "Вы плохо заживаете от ожогов, или от чего-то с кислотой или высокой температурой, потому что это изменит химические свойства. Но мы можем проделать хорошую работу по заживлению порезов".

Шепард планирует интегрировать SHeaLDS с алгоритмами машинного обучения, способными распознавать тактильные события, чтобы в конечном итоге создать "очень выносливого робота, который имеет самовосстанавливающуюся кожу, но использует ту же кожу, чтобы чувствовать окружающую среду, чтобы иметь возможность выполнять больше задач".