Команда инженеров из Университета Небраска-Линкольн приблизилась к созданию гибкой робототехники и носимых устройств, способных по своему поведению напоминать кожу человека и растений — обнаруживая повреждения и восстанавливаясь самостоятельно.

Недавно инженеры, во главе с Эриком Марквиккой, представили на международной конференции IEEE по робототехнике и автоматизации работу, предлагающую системный подход к развитию мягких роботов, которые могут выявлять проколы или сильное давление, точно определять место повреждения и запускать автоматический механизм самовосстановления без внешнего вмешательства.

Эта статья вошла в число лучших работ конференции 2025 года и стала финалистом в нескольких номинациях, что подтверждает её важность и инновационный подход.

Основная идея заключается в создании искусственной мышцы, которая благодаря своей многоуровневой конструкции способна обнаруживать повреждения, локализовать их и восстанавливаться. Такой дизайн помогает преодолеть один из главных вызовов в разработке мягких систем — способность реагировать на повреждения так же эффективно, как это делают живые организмы.

«В природе организм способен заживать порезы и ушибы с минимальным внешним вмешательством, — говорит Марквикка. — Если мы сможем воплотить это свойство в искусственных системах, это станет революцией в области электроники и робототехники.»

Искусственная мышца состоит из трёх слоёв: нижний — мягкая электронная кожа из жидкого металла, встроенного в силикон; средний — самовосстанавливающийся жёсткий слой из термопластичного эластомера; и верхний — активатор, который запускает движение мышцы при подаче воды.

Работа начинается с подачи мониторинговых токов через нижний слой, который подключён к датчикам. При повреждении появляется электрическая сеть, которая распознаётся системой как сигнал о повреждении. Ток увеличивается, и сеть превращается в нагреватель, который после нагрева расплавляет средний слой, герметизируя повреждение и восстанавливая его.

Завершающий этап — сброс электрического следа повреждения с помощью эффекта электромиграции, при котором ток вызывает миграцию металлических атомов. Этот процесс позволяет системе многократно выполнять цикл обнаружения и восстановления повреждений, делая её более автономной и долговечной.