Μηχανικοί Δημιουργούν Ρομπότ που Κινείται σαν Σκουλήκι

Ερευνητές μηχανικοί από το Πανεπιστήμιο του Τορόντο έχουν αναπτύξει ένα μικρό ρομπότ που μπορεί να κινηθεί παρόμοια με ένα σκουλήκι. Αυτή η καινούρια τεχνολογία μπορεί να επηρεάσει διάφορους τομείς, συμπεριλαμβανομένης της αεροπορίας και της έξυπνης τεχνολογίας.

Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο Scientific Reports.

Η ομάδα των ερευνητών μηχανικών περιλαμβάνει τον Καθηγητή Hani Naguib. Η ομάδα εστιάζει σε έξυπνα υλικά, ιδιαίτερα σε ηλεκτροθερμικούς ενεργοποιητές (ETAs). Οι ETAs είναι συσκευές που κατασκευάζονται από bestimmμένα πολυμερή που μπορούν να προγραμματιστούν ώστε να ανταποκρίνονται φυσικά σε ηλεκτρικές ή θερμικές αλλαγές. Μπορούν να προγραμματιστούν ώστε να μιμούνται τους μυϊκούς αναστολές και μπορούν να αντιδράσουν φυσικά στη θερμοκρασία, σφίγγοντας στο κρύο και χαλαρώνοντας όταν είναι ζεστό.

Ο Καθηγητής Naguib και η ομάδα των ερευνητών χρησιμοποιούν αυτή τη νέα τεχνολογία στη ρομποτική και αναπτύσσουν μαλακά ρομπότ που μπορούν να κινηθούν και να κυλήσουν σαν σκουλήκι. Ένας άλλος τομέας όπου θα είναι σημαντικά είναι στη βιομηχανία κατασκευής. Τα μαλακά ρομπότ θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν ορισμένα μεταλλικά ρομπότ που υπάρχουν σήμερα.

“Σήμερα, τα ρομπότ που θα βρείτε στη βιομηχανία είναι βαρέα, στερεά και απομονωμένα από τους εργάτες στο πάτωμα του εργοστασίου, επειδή αποτελούν κίνδυνο για την ασφάλεια”, εξηγεί ο Naguib.

“Αλλά η βιομηχανία αναβαθμίζεται για να ανταποκριθεί στην ζήτηση. Όλο και περισσότερο, υπάρχει έμφαση στην ενσωμάτωση της αλληλεπίδρασης ανθρώπου-ρομπότ”, λέει. “Τα μαλακά, προσαρμόσιμα ρομπότ μπορούν να εκμεταλλευτούν αυτήν την συνεργασία.”

Η μελέτη των αντιδραστικών υλικών έχει υπάρξει για πολύ καιρό, αλλά η ομάδα των ερευνητών ανακάλυψε einen νέο τρόπο προγραμματισμού τους για να δημιουργήσουν τις κινήσεις του σκουληκιού.

Σύμφωνα με τον φοιτητή διδακτορικού και τον βασικό συγγραφέα, Yu-Chen (Gary) Sun, “Η υπάρχουσα έρευνα καταγράφει τον προγραμματισμό των ETAs από μια επίπεδη κατάσταση αναπαύσεως. Η προγραμματιζόμενη μορφή μιας διδιάστατης δομής είναι περιορισμένη, οπότε η απόκριση είναι μόνο μια κάμψη.”

Η ομάδα χρησιμοποίησε μια θερμικά προκαλούμενη, στρες-χαλάρωση και στερέωση μεθόδου για να δημιουργήσει einen ETA που έχει μια τριδιάστατη κατάσταση αναπαύσεως. Αυτό φέρνει ένα ολόκληρο νέο σύνολο δυνατών σχημάτων και κινήσεων.

“Αυτό που είναι επίσης καινούριο είναι η δύναμη που απαιτείται για να προκαλέσει την κίνηση του σκουληκιού. Η δική μας είναι πιο αποτελεσματική από οτιδήποτε έχει υπάρξει στην ερευνητική βιβλιογραφία μέχρι τώρα”, λέει ο Sun.

Σύμφωνα με τον Καθηγητή Naguib, αυτό το νέο πεδίο της ρομποτικής μπορεί να επανακαθορίσει πολλές βιομηχανίες, συμπεριλαμβανομένης της ασφάλειας, της αεροπορίας, της χειρουργικής και της φορητής ηλεκτρονικής.

Σε καταστάσεις όπου οι άνθρωποι θα μπορούσαν να βρίσκονται σε κίνδυνο — μια διαρροή αερίου ή μια πυρκαγιά — θα μπορούσαμε να εξοπλίσουμε ένα ρομπότ που κινείται με einen αισθητήρα για να μετρήσουμε το επιβλαβές περιβάλλον”, εξηγεί ο Naguib. “Στην αεροπορία, θα μπορούσαμε να δούμε έξυπνα υλικά να είναι το κλειδί για τα επόμενα αεροσκάφη με πτέρυγα που μεταμορφώνεται.”

Οι πρώτες εφαρμογές θα είναι πιθανότατα στον τομέα της φορητής τεχνολογίας.

“Εργαζόμαστε για να εφαρμόσουμε αυτό το υλικό σε ενδύματα. Τα ενδύματα αυτά θα συμπιέζονται ή θα απελευθερώνονται με βάση τη θερμοκρασία του σώματος, το οποίο θα μπορούσε να είναι θεραπευτικό για τους αθλητές”, λέει ο Naguib. Η ομάδα μελετά επίσης αν τα έξυπνα ενδύματα θα μπορούσαν να είναι ωφέλιμα για τις травματικές εγκεφαλικές βλάβες.

Η ομάδα των ερευνητών θα κοιτάξει τώρα να κάνει την κίνηση του σκουληκιού ταχύτερη και θα εστιάσει σε νέες διαμορφώσεις.

“Σε αυτή την περίπτωση, το έχουμε εκπαιδεύσει να κινείται σαν σκουλήκι”, λέει. “Αλλά η καινοτόμος μας προσέγγιση σημαίνει ότι θα μπορούσαμε να εκπαιδεύσουμε ρομπότ να μιμούνται πολλές κινήσεις — όπως τα φτερά ενός πεταλούδας.”