Vědci mohou vzdáleně ovládat a přeprogramovat měkké roboty

 Vědci z North Carolina State University a Elon University vyvinuli novou techniku, která umožňuje vzdáleně ovládat a přeprogramovat měkké roboty. Byli schopni ovládat roboty, uzamknout je do jedné pozice a přeprogramovat je tak, aby mohli nabýt různých tvarů. Tým vědců byl schopen tuto techniku vyvinout s pomocí světla a magnetických polí. 

Joe Tracy, jeden z profesorů materiálového inženýrství a vědy na NC State a autor článku o nové výzkumu, hovořil o vývoji. 

“Jsme zvláště nadšeni možností přeprogramování,” řekl. “Cíleným inženýrstvím vlastností materiálu můžeme ovládat pohyb měkkého robota na dálku; můžeme jej donutit držet určitý tvar; můžeme poté robot vrátit do jeho původního tvaru nebo dále upravit jeho pohyb; a můžeme to dělat opakovaně. Všechny tyto věci jsou cenné z hlediska užitku této technologie v biomedicínských nebo leteckých aplikacích.” 

Měkké roboty, které vědci použili, byly vytvořeny z polymeru, který byl infiltrován magnetickými železnými mikročásticemi. Obvykle je tento typ materiálu nepružný a zůstává ve své podobě. Co je odlišné na materiálu, který vědci použili, je to, že když jej ohřáli pomocí světla z LED diody, polymer se stal pružným. 

Vědci poté použili magnetické pole k vzdálenému změně a ovládání tvaru měkkých robotů. Jakmile byl robot ve tvaru, který vědci chtěli, odstranili LED světlo. Jakmile bylo světlo odstraněno, robot se stal opět tuhým. Tentokrát to byl v novém tvaru. LED světlo bylo poté znovu aplikováno a odstraněno magnetické pole. V tomto okamžiku mohli měkkí roboti vrátit do své původní podoby. Pokud nechtěli, aby robot vrátil do své původní podoby, mohli aplikovat světlo znovu a použít magnetické pole k vytvoření dalších tvarů. 

Tito měkkí a pružní roboti mají potenciál být použiti pro mnoho různých věcí. Vědci byli schopni je použít k zvedání a transportu objektů a také je používali jako konzoly. 

Jessica Liu, první autor článku, hovořila o nové technice. 

“Není nás omezeno na binární konfigurace, jako je například grabber, který je buď otevřený nebo zavřený,” řekla. “Můžeme ovládat světlo, abychom zajistili, že robot bude držet svůj tvar v libovolném bodě.”

Vědci také vytvořili počítačový model. Ten lze použít k vytvoření rychlejší a efektivnějšího procesu návrhu měkkých robotů. Mohou upravit tvar robota, tloušťku polymeru, množství železných mikročástic v polymeru a velikost a směr magnetického pole. To vše lze udělat předtím, než postaví prototyp. 

“Další kroky zahrnují optimalizaci polymeru pro různé aplikace,” řekl Joe Tracy. “Například inženýrství polymerů, které reagují na různé teploty, aby splňovaly specifické aplikace.” 

Článek vědců byl publikován v časopise Science Advances. Nazývá se „Photothermally Magnetically Controlled Reconfiguration of Polymer Composites for Soft Robotics.” 

Spoluautoři zahrnují Jonathana Gillena, bývalého studenta NC State; Sumeeta Mishru, bývalého doktoranda NC State; a Benjamina Evanse, docenta fyziky na Elon University.