Американські дослідники з Технологічного інституту Джорджії створили м’яке роботизоване око, здатне автоматично фокусуватись під впливом світла без зовнішнього джерела живлення. 

Ця лінза достатньо чутлива, щоб розрізняти волоски на лапках мурахи або крихітні частинки зерна. Розробка відкриває шлях до створення м’яких роботів з потужною системою зору без необхідності додаткового джерела живлення. М’яка робототехніка має отримати застосування у пристроях, що носяться, та автономних пристроях, здатних працювати на нерівних поверхнях у небезпечних зонах.

Лінзу виготовили з гідрогелю з полімерним каркасом, здатним утримувати та виділяти воду. Це дозволяє матеріалу швидко переходити від м’якого у більш твердий стан. Гідрогель реагує на тепло, виділяючи воду та стискаючись під час нагріву, а також поглинаючи воду та розбухаючи при охолодженні. 

Дослідники виготовили кільце з гідрогелю навколо лінзи з кремнієвого полімеру. Конструкцію, подібну до людського ока, помістили у більший каркас. Корі Чжен зазначає, що механіка пристрою аналогічна конфігурації людського ока. 

У гідрогель додані крихітні частинки оксиду графену, які мають темний колір та поглинають світло. Коли світло з інтенсивністю, аналогічною сонячному, потрапляє на оксид графену, частинки нагріваються та нагрівають гідрогель. Він стискається та розтягується, підтягуючи лінзу до себе та фокусуючи її.

При видаленні джерела світла гідрогель набрякає, послаблюючи натяг лінзи. Матеріал реагує на світло у всьому видимому спектрі. Окрім цього розробники виявили, що лінзу можна використовувати замість традиційної скляної в оптичних мікроскопах. Наприклад, ця лінза може візуалізувати 4-мкм зазор між кігтями кліща, розрізнити 5-мкм нитки грибка та виявити 9-мкм щетину на лапці мурахи. 

Як зазначає Корі Чжен, наразі лінзу інтегрують у мікрофлюїдну систему клапанів, виготовлених з того ж чутливого гідрогелю. Це означає, що світло, яке використовується для створення зображення, може також бути джерелом живлення для інтелектуальної автономної системи камер. 

Завдяки адаптації гідрогелю, ця лінза здатна бачити недоступне людському оку. Наприклад, вона може імітувати роздільну здатність вертикально розташованого ока кішки, виявляти замасковані об’єкти або копіювати незвичайну W-подібну сітківку каракатиці, яка дозволяє їй бачити кольори, недоступні людині.

Результати опубліковані у журналі  Science Robotics

Джерело: LiveScience