Хлопните по днищу консервной банки — оно вогнётся внутрь и останется таким. Нажмите снова — выгнется наружу. Это бистабильность: у системы два устойчивых состояния, как у выключателя света. Упругая арка — простейший пример такой системы. Она может быть выгнута вверх или вниз, и чтобы переключить её, нужно приложить усилие.
Учёные взяли арку из материала, который сам меняет свою форму под действием света. Они научились управлять тем, как именно арка щёлкает: в какую сторону, насколько резко и при каком усилии. Секрет в том, что форму арки можно разложить на простые волны, как звук на ноты. Если менять форму так, чтобы она совпадала с первой волной, арка щёлкает вверх или вниз. Если не совпадает — арка плавно переходит в новую форму, без щелчка.
Это открытие позволит создавать крошечные переключатели для микроэлектромеханических систем (МЭМС), роботов и умных материалов. Например, можно сделать арку, которая срабатывает от малейшего стимула, или арку, которая щёлкает только в одном направлении. Всё зависит от того, какую форму ей придать.
Щелчок арки похож на то, как лопается пузырёк на упаковочной плёнке: нужно нажать достаточно сильно, и он резко переходит в новое состояние.
В фантастике подобные переключатели могли бы стать основой для адаптивной брони, которая меняет форму под ударом.