Johns Hopkinsin tiimi kehitti geeliäisen robotin, jota ohjataan lämpötilan avulla

Tutkijat Johns Hopkinsin yliopistosta ovat kehittäneet geeliäisen robotin, joka pystyy ryömimään ja jota ohjataan ainoastaan lämpötilan muutoksella ja innovatiivisella suunnittelulla. Uusi robotti auttaa tuomaan korkeampia älykkyyden tasoa pehmeän robotiikan alalle.

Tutkimus julkaistiin Science Robotics-julkaisussa.

David Gracias on tutkimuksen seniorkirjoittaja ja kemian ja biomolekulaarisen tekniikan professori Johns Hopkinsin yliopistossa.

“Näyttää hyvin yksinkertaiselta, mutta tämä on esine, joka liikkuu ilman paristoja, ilman johtoja, ilman ulkoista voimanlähdettä – ainoastaan geelin turpoamisen ja kutistumisen avulla”, Gracias sanoi. “Tutkimuksemme osoittaa, miten muodon, mittojen ja kuvioiden manipulointi geeliäisissä voi säätää morfologiaa ruumiinliikkeen kannalta älykkääksi.”

Uudet ja kehittyvät robotiikkateknologiat

Pehmeämpien materiaalien käytön esteenä robotiikan kehittämisessä on haaste löytää materiaaleja, jotka voisivat jäljitellä ihmisen liikkeitä ja biologisten sovellusten tarpeita. Perinteiset robotit valmistetaan pääasiassa metallisista ja muovisista kehyksistä, jotka puuttuvat joustavuudesta, jotta ne voivat liikkua helposti ja jäljitellä yleisiä ihmisen liikkeitä.

Uudet teknologiat yrittävät muokata ja suunnitella näitä materiaaleja jäljitelläkseen paremmin ihmisen osia, mutta se on edelleen alue, joka voisi parantua merkittävästi. Siirtyminen pehmeämpiin materiaaleihin, todennäköisesti enemmän mekaanisen perustan kanssa, voisi avata ovia kohti biolääketieteellisiä edistysaskelia. Yhteistyö robotiikan eri alojen välillä on avain tämän saavuttamiseen.

Vesipohjaiset geelit

Yksi lupaavimmista materiaaleista pehmeän robotiikan käyttöön ovat vesipohjaiset geelit, joita tutkijat ovat osoittaneet pystyvän turpoamaan tai kutistumaan lämpötilan muutosten mukaan ja joita voidaan käyttää älykkäiden rakenteiden luomiseen. Johns Hopkinsin tiimi osoitti ensimmäisen kerran, miten geeliäisten turpoaminen ja kutistuminen voidaan manipuloida liikuttaa roboteja tasopinnoilla tai saada ne ryömimään tiettyjä suuntia.

Geeliäiset robotit valmistettiin 3D-tulostamalla, ja tiimi sanoo, että niitä olisi helppo valmistaa suuressa määrin. Niiden soveltamismahdollisuuksia on monia, kuten liikkuminen pinnoilla ihmisen kehossa kohdennettujen lääkeaineiden toimittamiseksi. Ne voisivat myös toimia merirobotteina valvomalla ja partioimalla valtameren pintaa.

Gracias haluaa nyt kouluttaa geeliäisiä roboteja ryömimään vastauksena ihmisen biotunnisteiden ja biokemiallisten aineiden muutoksiin sekä testata muita muotoja ja lisätä kamera- ja anturielementtejä niiden kehoon.