Изследователите могат дистанционно да управляват и преконфигурират меките роботи

 Изследователи от държавния университет на Северна Каролина и университета Елон са разработили нова техника за дистанционно управление и преконфигуриране на меки роботи. Те успяха да контролират роботите, да ги заключат в една позиция и да ги преконфигурират, така че да могат да придобиват различни форми. Екипът от изследователи успя да развие това с помощта на светлина и магнитни полета. 

Джо Трейси, един от професорите по материалознание и инженерство в NC State и автор на статията за новото изследване, говори за развитието. 

„Особено сме развълнувани от възможността за преконфигуриране“, каза той. „Чрез проектиране на свойствата на материала, ние можем да контролираме движението на мекия робот от разстояние; можем да го накараме да поддържа дадена форма; след това можем да върнем робота в първоначалната му форма или допълнително да модифицираме движението му; и можем да правим това многократно. Всички тези неща са ценни от гледна точка на полезността на тази технология в биомедицината или космическото пространство. 

Меките роботи, които изследователите са използвали, са създадени от полимер, който е вграден с магнитни железни микрочастици. Обикновено този вид материал не е гъвкав и остава във формата си. Това, което е различно в материала, който изследователите са използвали, е, че когато са го нагрели с помощта на светлина от светодиод (LED), полимерът е станал гъвкав. 

След това изследователите използваха магнитно поле, за да променят дистанционно и контролират формата на меките роботи. След като роботът придоби формата, която изследователите искаха, те премахнаха LED светлината. След като светлината беше премахната, роботът отново се вдърви. Този път беше в новата форма. След това LED светлината беше приложена отново и те премахнаха магнитното поле. В този момент меките роботи успяха да се върнат в първоначалната си форма. Ако не искаха роботът да се върне в първоначалната си форма, те биха могли да приложат светлината отново и да използват магнитното поле, за да създадат още повече форми. 

Тези меки гъвкави роботи имат потенциала да бъдат използвани за много различни неща. Изследователите са успели да ги използват за повдигане и транспортиране на предмети, а също така са били използвани като конзоли. 

Джесика Лиу, първият автор на статията, говори за новата техника. 

„Ние не се ограничаваме до двоични конфигурации, като например отворен или затворен грабер“, каза тя. „Можем да контролираме светлината, за да гарантираме, че роботът ще запази формата си във всяка точка.“

Изследователите създадоха и изчислителен модел. Това може да се използва за създаване на по-бърз и по-ефективен процес на проектиране на меки роботи. Те могат да регулират формата на робота, дебелината на полимера, количеството железни микрочастици в полимера и размера и посоката на магнитното поле. Всичко това може да се направи, преди да конструират прототипа. 

„Следващите стъпки включват оптимизиране на полимера за различни приложения“, каза Джо Трейси. „Например инженерни полимери, които реагират при различни температури, за да отговорят на специфичните приложения.“ 

Статията на изследователя е публикувана в списанието Наука Авансите. Той е озаглавен „Фототермално магнитно контролирана реконфигурация на полимерни композити за мека роботика“. 

Съавторите включват Джонатан Гилън, бивш студент в NC State; Sumeet Mishra, бивш Ph.D. студент в NC State; и Бенджамин Евънс, доцент по физика в университета Елон.