Nový metamateriál je kombináciou aktuátora a pamäte

V oblasti robotiky zvyčajne existuje jasná deľba práce medzi procesormi, ktoré riadia telo robota, a akčnými členmi, ktoré sa starajú o fyzické zmeny jeho tela. Podľa dokumentu, uverejneného v časopise Nature, sa podarilo zotrieť hranice medzi nimi použitím magnetického spínača spôsobom, ktorý jednak ukladá stav hardvéru, jednak mení fyzickú konštrukciu hardvéru. V podstate spája pamäť a fyzické zmeny. Táto konkrétna implementácia nie je zvlášť užitočná – je priveľká na to, aby bola praktickou formou pamäte, navyše fyzické zmeny sú dosť obmedzené.

Koncept je však veľmi zaujímavý a možno niekto nájde spôsoby, ako ho upraviť tak, aby sa vytvorilo užitočné zariadenie. Vedci zo švajčiarskej École Polytechnique Fédérale de Lausanne, ktorí stoja za novým prístrojom, tvrdia, že ich výtvor je metamateriál, ale je pomerne veľký (kocka so stranou zhruba 3 cm) a má množstvo odlišných častí. Skôr by sa to teda dalo nazvať zariadením ako materiálom. Aké je vlastne ich zariadenie? Súčasť, ktorá mení svoju konfiguráciu, je platforma opierajúca sa o štyri nohy, ktoré sú ohnuté dovnútra.

Dva rôzne stavy systému sa načítajú zaregistrovaním množstva sily potrebnej na stlačenie plošiny nadol. Potrebnú silu možno zvýšiť tak, že sa medzi ohyb nôh zatlačí klin. Klin je nepriamo pripevnený k pružnej základni, ktorá sa posúva medzi dvoma stabilnými stavmi. Celé to je ovládané časťou, ktorá spája pružnú základňu s klinmi. Toto zariadenie je vyrobené z polyméru, v ktorom sú zabudované magnetické častice. To umožňuje riadiť stav zariadenia pomocou vonkajšieho magnetického poľa.

Ak vytiahnete centrálny magnetický komponent nahor a základňa vyskočí smerom nahor, klin sa zasunie medzi nohy a zvýši sa sila potrebná na deformáciu zariadenia. Ak zatlačíte magnetický hardvér dole a klin vypadne, sila potrebná na stlačenie plošiny dole klesne. Vedci vytvorili pole 6 × 6 zariadení a ukázali, že zariadenia možno individuálne ovládať pomocou ďalších magnetických komponentov umiestnených nad a pod nimi. Proces nie je rýchly; trvalo takmer sekundu, kým zariadenie zmenilo stav, navyše systém musí po každej zmene vychladnúť, čo trvá asi štyri sekundy.

Zariadenia však bolo možné prepínať tam a späť viac ako 1000-krát bez straty výkonu. Pole 6 × 6 umožňovalo 37 rôznych kombinácií stavov zapnutia/vypnutia v jednotlivých zariadeniach a vedci testovali silu potrebnú na vyrovnanie platformy v každom z týchto stavov. Podľa očakávania sa táto sila menila v závislosti od konfigurácie, čo ukazovalo, že zariadenia môžu kolektívne meniť vlastnosti hardvéru, ktorého sú súčasťou.

Okrem merania stavu zariadení pomocou sily však vedci zistili, že dokážu prečítať aj ich magnetický stav podobne ako bity na pevnom disku. Mriežka zariadení umožňovala vykonať tri odlišné merania: celkovú zmenu deformačných vlastností povrchu, ktorý podopierali, rozdiel v sile potrebnej na deformáciu jednotlivých prvkov a zmenu magnetických vlastností jednotlivých prvkov.

Zdroj: arstechnica.com.