Blød Robot Detekterer Skader og Helbreder Sig Selv

Et hold ingeniører fra Cornell University har udviklet en blød robot, der kan detektere, når og hvor den er beskadiget, før den helbreder sig selv med det samme.

Forskningen, “Autonomous self-healing optical sensors for damage intelligent soft-bodied systems“, blev offentliggjort i Science Advances.

At Gøre Robotter Mere Holdbare og Agile

Rob Shepherd er en associeret professor i mekanisk og rumfartsingeniørvidenskab.

“Vores laboratorium forsøger altid at gøre robotter mere holdbare og agile, så de kan operere i længere tid med flere funktioner,” sagde han. “Hvis du lader robotter operere i lang tid, vil de samle skader. Og så, hvordan kan vi tillade dem at reparere eller håndtere skaderne?”

Professorens Organic Robotics Lab var ansvarlig for at udvikle strækbar fiber-optisk sensorer til brug i bløde robotter og relaterede komponenter. De kan bruges på mange forskellige måder, herunder hud og bærbare teknologier.

Ifølge Shepard er det første skridt mod selvhelbredende evner at aktivere robotten til at identificere, at noget skal repareres. For at opnå dette skabte holdet en innovativ teknik med fiber-optisk sensorer parret med LED-lygter, der kan detektere små ændringer på robotens overflade.

Sensorerne kombineres med en polyuretan-urea-elastomer, der indeholder hydrogenbindinger, der muliggør hurtig helbredning. Der er også disulfid-udvekslinger, der øger styrken.

SHeaLDS Selv-Helbredende System

Dette nye system blev brugt til at skabe SHeaLDS, som er selv-helbredende lysguider til dynamisk sansning. De giver en skadebestandig blød robot, der kan helbrede sig selv fra snit ved rumtemperatur, alt uden ydre indgriben.

Forskerne installerede SHeaLDS i en blød robot, der lignede en firebenet stjernefisk. De udstyrede den med feedback-styring og punkterede en af dens ben seks gange. Robotten kunne detektere skaden og selv-helbrede hvert snit på omkring et minut, og den kunne autonomt tilpasse sin gang på basis af den sansede skade.

Trods materialets ekstreme styrke og bestandighed er det vigtigt at bemærke, at det ikke er udestræbelligt.

“De har lignende egenskaber som menneskeligt kød,” sagde Shepherd. “Du helbreder ikke godt fra forbrændinger eller fra ting med syre eller varme, fordi det vil ændre de kemiske egenskaber. Men vi kan gøre en god job med at helbrede fra snit.”

Holdet vil nu forsøge at integrere SHeaLDS med maskinelæringsalgoritmer, der kan genkende taktilsensoriske begivenheder for at skabe en holdbar robot med selv-helbredende hud. Den samme hud kan også bruges til at sanse omgivelserne og udføre en bred vifte af opgaver.