Prinston Universitetinin mühəndisləri “Transformerlər” film franşizasını xatırladan təcrübədə hər hansı bir motor və ya daxili dişli çarxı olmasa da, uzaqdan idarə olunan robot kimi genişlənə, yeni formalar ala, hərəkət edə və elektromaqnit əmrlərini yerinə yetirə bilən bir material növü yaratdılar.

Princetonda mühəndislik professoru Margareta Engman Augustine adlı tədqiqatçı Qlaucio Paulino, “Siz material və robot arasında çevrilə bilərsiniz və o, xarici maqnit sahəsi ilə idarə oluna bilər” dedi.

Təbiətdə dərc olunan məqalədə tədqiqatçılar robototexnika və materiallar arasında xətləri qarışdıran struktur yaratmaq üçün origami qatlama sənətindən necə ilham aldıqlarını təsvir edir. İxtira metamaterialdır və materialın kimyəvi tərkibindən çox fiziki strukturundan asılı olan yeni və qeyri-adi xassələri göstərmək üçün hazırlanmış materialdır.

Bu halda, tədqiqatçılar sadə plastik və xüsusi hazırlanmış maqnit kompozitlərinin birləşməsindən istifadə edərək metamateriallarını qurdular. Tədqiqatçılar maqnit sahəsindən istifadə edərək metamaterialın strukturunu dəyişdirərək, metamateriala toxunmadan onun müxtəlif istiqamətlərdə genişlənməsinə, hərəkət etməsinə və deformasiyasına səbəb olub.

Komanda onların yaradılmasını “metabot” – formasını dəyişdirə və hərəkət edə bilən metamaterial adlandırdı.

” Elektromaqnit sahələri eyni vaxtda güc və siqnal daşıyır. Hər bir davranış çox sadədir, lakin onları bir araya gətirdiyiniz zaman davranış çox mürəkkəb ola bilər”, – məqalənin müəllifi və Prinstondakı Andlinger Enerji və Ətraf Mühit Mərkəzində elektrik və kompüter mühəndisliyi üzrə dosent Minjie Chen deyir. “Bu tədqiqat mürəkkəb robot hərəkətlərini işə salmaq üçün fırlanma anı uzaqdan, ani və dəqiq şəkildə məsafədən ötürə biləcəyini nümayiş etdirməklə güc elektronikasının sərhədlərini itələdi.”Oyna

00:1300:30SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun

Metabot bir-birinin güzgü şəkilləri olan bir çox yenidən konfiqurasiya edilə bilən vahid hüceyrələrin modul konqlomerasiyasıdır . Xirallıq adlanan bu güzgü mürəkkəb davranışa imkan verir. Paulinonun laboratoriyasında doktorluqdan sonrakı tədqiqatçı Tuo Zhao, metabotun sadə bir təkanla cavab olaraq böyük əyilmələr – bükülmə, büzülmə və kiçilmələr edə biləcəyini söylədi.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=2793866484&adk=2520359048&adf=1293340994&pi=t.ma~as.2793866484&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1745487599&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2025-04-magnetic-metabot-assume-robot-motor.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM1LjAuNzA0OS45NiIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTM1LjAuNzA0OS45NiJdLFsiTm90LUEuQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNS4wLjcwNDkuOTYiXV0sMF0.&dt=1745487598452&bpp=1&bdt=329&idt=1410&shv=r20250423&mjsv=m202504210101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dfdc40d724f2dca57%3AT%3D1735367325%3ART%3D1745414519%3AS%3DALNI_MYStQ6fUQQQLyo5Z7z1h-XhXcWBtA&gpic=UID%3D00000f80eacffadc%3AT%3D1735367325%3ART%3D1745414519%3AS%3DALNI_MYaOugky0UawScoidzfbXof3-N-iw&eo_id_str=ID%3De43bb863646b60b8%3AT%3D1735367325%3ART%3D1745414519%3AS%3DAA-AfjbQoPwZqH28q9IwcCLRSzzg&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=899639318488&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=2533&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95331832%2C95332927%2C95353420%2C42533294%2C95357878%2C95356661%2C95356809%2C95357715&oid=2&pvsid=1754377393775106&tmod=314706062&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=1417

Tədqiqatda iştirak etməyən materiallar və robototexnika üzrə ekspert Xuanhe Zhao, “iş origami dizaynı və tətbiqlərində yeni və həyəcan verici bir yol açır” dedi.

MIT-də Uncas və Helen Whitaker professoru Zhao, “Mövcud iş modulların yığılması və şiral vəziyyətinə nəzarət etməklə çox yönlü mexaniki metamateriallara nail oldu” dedi. “Modular, şiral origami metamateriallarının çox yönlüliyi və potensial funksionallığı həqiqətən təsir edicidir.”

İtaliyadakı Universita di Trento-da bərk və struktur mexanika professoru Davide Bigoni işi təməlqoyma adlandırdı və dedi ki, bu, ” yumşaq robototexnika, aerokosmik mühəndislik , enerji udma və kortəbii termorequlyasiya daxil olmaqla bir çox sahələrdə paradiqma dəyişikliyinə səbəb ola bilər”.

Texnologiyanın robototexnika tətbiqlərini araşdıran məqalənin müəllifi Tuo Zhao Princeton Materials İnstitutunda lazer litoqrafiya maşınından istifadə edərək 100 mikron hündürlüyündə (insan saçından bir qədər qalın) prototip metabot yaratdı. Tədqiqatçılar izah etdilər ki, oxşar robotlar bir gün bədənin müəyyən hissələrinə dərman çatdıra bilər və ya cərrahlara zədələnmiş sümükləri və ya toxumaları bərpa etməyə kömək edə bilər.Oyna

00:0000:50SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun

Tədqiqatçılar həmçinin metamaterialdan işığı udan qara səthlə əks etdirən səth arasında keçidlə işləyən termoregulyator yaratmaq üçün istifadə ediblər. Təcrübədə onlar metamaterialı parlaq günəş işığına məruz qoydular və səthin temperaturunu 27 dərəcə Selsidən (80 dərəcə Fahrenheit) 70 C (158 F) və yenidən tənzimləyə bildilər.

Digər mümkün istifadə antenalar, linzalar və işığın dalğa uzunluqları ilə məşğul olan cihazlar üçün tətbiqlərdə olur.

Həndəsə yeni materialın açarıdır. Tədqiqatçılar borular sıxıldıqda büküləcək və büküldükdə sıxılacaq şəkildə təşkil edilmiş dəstəkləyici dayaqları olan plastik borular qurdular. Origamidə bu borular Kresling Pattern adlanır. Tədqiqatçılar bir uzun silindr etmək üçün iki güzgü şəkli Kresling borularını birləşdirərək dizaynlarının tikinti bloklarını yaratdılar. Nəticədə silindrin bir ucu bir istiqamətə büküldükdə, digər ucu isə əks istiqamətdə büküldükdə bükülür.

Təkrarlanan boruların bu sadə nümunəsi, dəqiq işlənmiş maqnit sahələrindən istifadə edərək borunun hər bir hissəsini müstəqil şəkildə hərəkət etdirməyə imkan verir. Maqnit sahəsi Kreslinq borularının bükülməsinə, çökməsinə və ya açılmasına səbəb olur və mürəkkəb davranışlar yaradır.

Paulino izah etdi ki, xirallığın bir nəticəsi – güzgü təsviri bölmələri – materialın fiziki obyektlərdə hərəkət və reaksiyaların tipik qaydalarına zidd ola bilməsidir.

“Adətən, rezin şüanı saat əqrəbi istiqamətində, sonra isə əks istiqamətdə bükürsəm, o, başlanğıc nöqtəsinə qayıdır” dedi Paulino. Qrup, saat əqrəbinin əksinə büküldükdə çökən, sonra saat əqrəbinin əksinə çevrildikdə yenidən açılan sadə bir metabot yaratdı – normal davranış. Bununla belə, əks ardıcıllıqla – saat əqrəbinin əksinə, sonra saat yönünün əksinə bükülürsə, eyni cihaz çökür, sonra daha da çökür.Oyna

00:0000:13SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun

Paulino izah etdi ki, bu asimmetrik davranış, sistemin bir stimula reaksiyasının sistem daxilindəki dəyişikliklərin tarixindən asılı olduğu histerez adlı bir fenomeni simulyasiya edir. Mühəndislik, fizika və iqtisadiyyatda rast gəlinən belə sistemləri riyazi modelləşdirmək çətindir. Paulino, metamaterialın bu sistemləri birbaşa simulyasiya etmək üçün bir yol təklif etdiyini söylədi.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=2793866484&adk=2520359048&adf=170393411&pi=t.ma~as.2793866484&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1745487765&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2025-04-magnetic-metabot-assume-robot-motor.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM1LjAuNzA0OS45NiIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTM1LjAuNzA0OS45NiJdLFsiTm90LUEuQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzNS4wLjcwNDkuOTYiXV0sMF0.&dt=1745487598453&bpp=1&bdt=342&idt=1420&shv=r20250423&mjsv=m202504210101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dfdc40d724f2dca57%3AT%3D1735367325%3ART%3D1745487599%3AS%3DALNI_MYStQ6fUQQQLyo5Z7z1h-XhXcWBtA&gpic=UID%3D00000f80eacffadc%3AT%3D1735367325%3ART%3D1745487599%3AS%3DALNI_MYaOugky0UawScoidzfbXof3-N-iw&eo_id_str=ID%3De43bb863646b60b8%3AT%3D1735367325%3ART%3D1745487599%3AS%3DAA-AfjbQoPwZqH28q9IwcCLRSzzg&prev_fmts=0x0%2C750x280%2C1905x945%2C1005x124&nras=3&correlator=899639318488&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=2&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=6306&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=2567&eid=95331832%2C95332927%2C95353420%2C42533294%2C95357878%2C95356661%2C95356809%2C95357715&oid=2&psts=AOrYGslND-Yp7yiobFIs5nE6bLJ6RCm44O6QVaHztjxcRzUGACo3yayMuiEPbgAynFdHEyYxDLGUeep-pPOXZd0j2mBpb6dI%2CAOrYGsnu0CicW85ajWdM0oUlIskRM2gWLaUNXgKxCQ8E4hIdAOO43RVtyrq-vgRLJsLC6cys3NIlyyOt2AR5o5LfMOlWquOPWsJL_601ZI9nOWdhhiXPdQ&pvsid=1754377393775106&tmod=314706062&uas=3&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=3&uci=a!3&btvi=3&fsb=1&dtd=M

Yeni material üçün daha uzaq bir istifadə kompüterdə tranzistorlarla hazırlanmış məntiq qapılarının performansını təqlid edən fiziki strukturların dizaynı olacaq.

“Bu, bizə qeyri-kommutativ vəziyyətlər kimi mürəkkəb davranışı simulyasiya etmək üçün fiziki üsul verir” dedi Paulino.

Bu iş Princetonda birgə səy idi. Paulinonun inşaat mühəndisliyi laboratoriyasından postdoktoral tədqiqatçı Xiangxin Dang metamaterial deformasiyasını təhlil etmək üçün simulyasiyalar və modellər hazırladı. Həm Çenin elektrik mühəndisliyi laboratoriyası, həm də Paulinonun laboratoriyasının məsləhətçisi olan magistr tələbəsi Konstantinos Manos, maqnit ötürücü aparatının yaradılması üzərində işləmiş və Paulino laboratoriyasından doktorluqdan sonrakı tədqiqatçı Şixi Zang eksperimentlər aparmış və Prof. Jyotirmoy Mandalın Optik və Termal Dizayn Laboratoriyası ilə işləmişdir.

Daha çox məlumat: Glaucio Paulino, Modular chiral origami metamaterials, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-08851-0 . www.nature.com/articles/s41586-025-08851-0

Jurnal məlumatı: Təbiət Princeton Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir