В центре исследования — панцири лангустинов. С точки зрения инженерии это почти идеальный природный материал: в одних зонах он жесткий и прочный, в других — гибкий и подвижный. Такое сочетание позволяет ракообразным эффективно передвигаться и прикладывать значительное усилие — те же качества востребованы в роботизированных захватах и манипуляторах. Команда CREATE Lab решила проверить, может ли эта биологическая архитектура заменить пластик и металл хотя бы в части задач.
Процесс превращения пищевых отходов в машины оказался куда сложнее, чем простая «переработка». Очищенные хвостовые сегменты лангустинов стали структурной основой, внутрь которой исследователи поместили эластичные материалы, управляющие движением каждого сегмента. Затем панцирь закрепили на моторизованной базе, обеспечивающей точность и силу, а сверху покрыли силиконовым слоем для защиты и увеличения срока службы. В результате получилась гибридная система, где природная форма работает вместе с современной механикой. Важный нюанс — конструкция разборная: синтетические компоненты можно использовать повторно, а биологическую часть утилизировать с минимальным экологическим следом.
На практике технология уже доказала свою работоспособность. Ученые собрали несколько прототипов: роботизированную руку, способную поднимать предметы весом до 500 граммов, захваты, уверенно удерживающие объекты разной формы — от маркера до помидора, — и даже плавающего робота с «плавниками» из панцирей, который развивает скорость до 11 сантиметров в секунду. Это не демонстрационные макеты, а устройства, выполняющие реальные задачи.
Главной инженерной проблемой стала сама природа материала. Каждый панцирь уникален, и добиться идеальной симметрии в роботизированных клешнях оказалось невозможно: одна сторона неизбежно изгибалась немного иначе, чем другая. Однако вместо того чтобы «исправлять» биологию, команда пошла другим путем — разработала настраиваемые синтетические элементы, которые компенсируют различия формы и механических свойств каждого панциря. Так вариативность природного материала превратилась не в недостаток, а в особенность системы.
Экологический смысл проекта выходит далеко за рамки эффектного апсайклинга. Речь идет о переосмыслении самих принципов инженерии: отходы становятся ресурсом, машины — разборными и ремонтопригодными, а материалы — ближе к биологическим, чем к одноразовым синтетическим. В перспективе такие подходы могут найти применение не только в мягкой робототехнике и подводных системах, но и в медицине — например, при создании биосовместимых имплантатов или сенсоров для мониторинга живых процессов.
