Прорыв в робототехнике: магнитные мышцы, напечатанные на 3D-принтере, открывают новые горизонты для оригами-роботов

Исследовательская группа из Университета штата Северная Каролина (NC State) представила инновационную технологию 3D-печати, которая знаменует собой значительный шаг в развитии мягкой робототехники. Разработка заключается в создании ультратонких магнитных пленок, функционирующих как «магнитные мышцы», которые интегрируются непосредственно в оригами-структуры роботов. Эта методика, о которой стало известно в сентябре 2025 года, устраняет ключевое ограничение прежних систем — негибкость жестких магнитных актуаторов, нарушавших целостность мягких поверхностей.

Новый подход, разработанный при участии доцента Сяомэня Фанга из Вильсоновского колледжа текстиля, основан на совместной экструзии полимеров на основе каучука с ферромагнитными частицами. В результате формируется эластичная пленка, которая при нанесении на критические участки оригами-робота обеспечивает управляемое движение от внешних магнитных полей, сохраняя при этом присущую структуре податливость. В состав команды, работавшей над проектом, также вошли Сэнь Чжан, Юань Ли, Цзимэн Ли, Набиль Чеддид, Пэйци Чжан и Кэ Чэн.

Команда продемонстрировала потенциал технологии на двух моделях, обе из которых использовали складчатый узор Миура-Ори. Первый образец был спроектирован для неинвазивной доставки лекарств. В ходе испытаний в имитированном желудке — сфере из пластика с теплой водой — робот был точно направлен к симулированному язвенному поражению с помощью магнитного поля. После фиксации внешне прикрепленными мягкими магнитными пленками устройство раскрывалось для контролируемого высвобождения медикамента, что открывает путь к более безопасным медицинским вмешательствам.

Второй демонстрационный образец показал способность к ползучему движению. Этот робот преодолевал препятствия высотой до 7 мм, активируя и деактивируя внешнее магнитное поле для сокращения и расслабления своих «мышц». Подобная адаптивность в перемещении подчеркивает универсальность разработки. Сяомэнь Фанг отметил, что эти магнитные мышцы могут быть применены ко множеству различных оригами-конструкций, открывая перспективы для решения задач в биомедицине и освоении космоса. Данная работа переводит управление мягкими системами на новый уровень, где движение является прямым откликом на внешнее управляющее воздействие.