Φυσικοί Επιστήμονες Προωθούν την Επόμενη Γενιά Ρομπότ που Μπορούν να Αλλάζουν Σχήμα

Μια ομάδα φυσικών επιστημόνων στο Πανεπιστήμιο του Μπάθ ανακάλυψαν einen νέο τρόπο για να καλύψουν ρομπότ με μαλακά υλικά που τους επιτρέπουν να κινούνται και να λειτουργούν πιο αποτελεσματικά. Η νέα πρόοδος θα οδηγήσει στην επόμενη γενιά ρομπότ που μπορούν να αλλάζουν σχήμα.

Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Science Advances.

Μια Μεγάλη Πρόοδος στα Ενεργά Υλικά

Σύμφωνα με τους συγγραφείς της μελέτης, η νέα πρόοδος στα «ενεργά υλικά» θα μπορούσε να είναι ένα σημαντικό σημείο στροφής στη σχεδίαση ρομπότ. Αν η концепция αναπτυχθεί περαιτέρω, οι εμπειρογνώμονες θα μπορούσαν τελικά να καθορίσουν το σχήμα, τη συμπεριφορά και την κίνηση ενός μαλακού στερεού με ανθρώπινη δραστηριότητα στην επιφάνειά του, αντί για την φυσική ελαστικότητά του.

Η επιφάνεια του περισσότερου μαλακού υλικού συρρικνώνεται σε μια σφαίρα, παρόμοια με τον τρόπο που το νερό σχηματίζει σταγόνες. Αυτό συμβαίνει λόγω της επιφάνειας των υγρών και άλλων μαλακών υλικών που συρρικνώνεται φυσικά στην ελάχιστη επιφάνεια που είναι δυνατή. Ωστόσο, τα ενεργά υλικά μπορούν να σχεδιαστούν так ώστε να μην ακολουθούν αυτό το μοτίβο.

Με αυτές τις τεχνικές και τα ενεργά υλικά, οι εμπειρογνώμονες ελπίζουν ότι η επόμενη γενιά μηχανών θα κατασκευαστεί από πολλά 개ividual ενεργά μονάδες που συνεργάζονται για να καθορίσουν την κίνηση και τη λειτουργία της μηχανής. Πριν από αυτή τη δυνατότητα, αυτές οι μηχανές ελέγχονταν από einen κεντρικό ελεγκτή. Ο νέος σχεδιασμός είναι παρόμοιος με τον τρόπο που λειτουργούν τα δικά μας βιολογικά ιστό.

Σχεδιάζοντας Νέα Μαλακά Ρομπότ

Οι επιστήμονες θα μπορούσαν να πάρουν αυτόν τον σχεδιασμό και να δημιουργήσουν μαλακά ρομπότ με βραχίονες που αποτελούνται από εύκαμπτα υλικά που τροφοδοτούνται από ρομπότ που βρίσκονται στην επιφάνεια των υλικών. Μια άλλη δυνατότητα είναι η αλλαγή του μεγέθους και του σχήματος των καψουλών παράδοσης φαρμάκων με την κάλυψη της επιφάνειας των νανοσωματιδίων με ένα ανταποκρινόμενο και ενεργό υλικό.

Σύμφωνα με τον Δρ. Τζακ Μπίνισ, πρώτο συγγραφέα της μελέτης, ένα από τα πιο ενδιαφέροντα аспектς της νέας ανάπτυξης είναι ότι προκύπτει η αμφισβήτηση του τρόπου που βλέπουμε τις «οικείες κανόνες της φύσης».

«Τα ενεργά υλικά μας κάνουν να κοιτάξουμε τις οικείες κανόνες της φύσης — κανόνες όπως το γεγονός ότι η επιφανειακή τάση πρέπει να είναι θετική — με ένα νέο φως. Το να βλέπουμε τι συμβαίνει αν σπάσουμε αυτούς τους κανόνες και πώς μπορούμε να εκμεταλλευτούμε τα αποτελέσματα, είναι ένα ενθουσιαστικό μέρος για να κάνουμε έρευνα», λέει ο Δρ. Μπίνισ.

Ο Δρ. Άντον Σούσλοβ είναι ο αντίστοιχος συγγραφέας της έρευνας.

«Αυτή η μελέτη είναι ένα σημαντικό απόδειξη της концепції και έχει πολλές χρήσιμες επιπτώσεις. Για παράδειγμα, η μελλοντική τεχνολογία θα μπορούσε να παράγει μαλακά ρομπότ που είναι πολύ πιο εύκαμπτα και καλύτερα στο να πιάνουν και να χειρίζονται ευαίσθητα υλικά», λέει ο Δρ. Σούσλοβ.

Οι ερευνητές ανέπτυξαν θεωρία και προσομοιώσεις για να περιγράψουν ένα 3D μαλακό στερεό με μια επιφάνεια που υποβάλλεται σε ενεργές τάσεις. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι ενεργές τάσεις επεκτείνουν την επιφάνεια του υλικού και τραβούν το στερεό από κάτω, προκαλώντας μια παγκόσμια αλλαγή σχήματος. Το σχήμα που παίρνει το στερεό θα μπορούσε να αλλάξει με την αλλαγή των ελαστικών ιδιοτήτων του υλικού.

Η ομάδα των ερευνητών θα applicσει αυτή την αρχή για να σχεδιάσει πιο συγκεκριμένα ρομπότ και θα εμβαθύνει περισσότερο στη συλλογική συμπεριφορά και σε τι συμβαίνει όταν πολλά ενεργά στερεά είναι συσκευασμένα μαζί.