Team van Johns Hopkins creëert gelatineuze robot die werkt op temperatuur

Onderzoekers van de Johns Hopkins University hebben een gelatineuze robot ontwikkeld die kan kruipen en alleen wordt aangedreven door temperatuurverandering en een innovatief ontwerp. De nieuwe robot helpt bij het brengen van hogere niveaus van intelligentie op het gebied van zachte robotica.

Het onderzoek werd gepubliceerd in Science Robotics.

David Gracias is de senior auteur van het onderzoek en een professor in de chemische en biomoleculaire technologie aan Johns Hopkins.

“Het lijkt heel eenvoudig, maar dit is een object dat beweegt zonder batterijen, zonder bedrading, zonder externe voeding van enige soort – alleen door het zwellen en krimpen van gel,” zei Gracias. “Onze studie toont aan hoe de manipulatie van vorm, afmetingen en patronen van gels de morfologie kan aanpassen om een soort intelligentie voor locomotie te incorporeren.”

Nieuwe en opkomende robottechnologieën

De onmogelijkheid om robots te maken van zachtere materialen vormt een obstakel in de zoektocht naar humanoïde robots en biologische toepassingen. Traditionele robots worden voornamelijk gemaakt van metalen en plastic frames, die de flexibiliteit ontberen om gemakkelijk te manoeuvreren en menselijke bewegingen na te bootsen.

Opkomende technologieën proberen deze materialen aan te passen en te ontwerpen om menselijke delen nauwer te benaderen, maar het blijft een gebied dat aanzienlijk verbeterd kan worden. Een verschuiving naar zachtere materialen, waarschijnlijk met een meer mechanische basis, kan deuren openen naar biomedische vooruitgang. Samenwerking tussen verschillende disciplines is de sleutel tot het realiseren hiervan.

Watergebaseerde gels

Een van de meest veelbelovende materialen die voor zachte robotica worden gebruikt, zijn watergebaseerde gels, die onderzoekers hebben aangetoond kunnen zwellen of krimpen in reactie op temperatuur en die kunnen worden gebruikt om slimme structuren te creëren. Het team van Johns Hopkins toonde voor het eerst aan hoe het zwellen en krimpen van deze gels kan worden gemanipuleerd om robots over vlakke oppervlakken te laten bewegen, of om ze te laten kruipen in bepaalde richtingen.

De gelbots werden gemaakt met 3D-printen, en het team zegt dat ze gemakkelijk in massa geproduceerd kunnen worden. Er zijn veel potentiële toepassingen, zoals bewegen over oppervlakken door het menselijk lichaam om gerichte medicijnen te leveren. Ze kunnen ook dienst doen als mariene robots door het oppervlak van de oceaan te monitoren en te patrouilleren.

Gracias wil de gelbots nu trainen om te kruipen in reactie op variaties in menselijke biomarkers en biochemische stoffen, evenals andere vormen testen en camera’s en sensoren op hun lichamen integreren.