Fizicienii Avansează Roboții Generației Următoare Care Se Pot Schimba

O echipă de fizicieni de la Universitatea din Bath a descoperit o nouă modalitate de a acoperi roboții moi cu materiale care le permit să se miște și să funcționeze mai eficient. Această nouă realizare va conduce la următoarea generație de roboți care se pot schimba.

Cercetarea a fost publicată în revista științifică Science Advances.

Avans Major în Materie Activă

Conform autorilor studiului, această nouă realizare în domeniul “materiei active” ar putea fi un punct de cotitură major în proiectarea roboților. Dacă acest concept va fi dezvoltat în continuare, experții ar putea determina în cele din urmă forma, comportamentul și mișcarea unui solid moale prin activitatea controlată de om pe suprafața sa, și nu prin elasticitatea sa naturală.

Suprafața majorității materialelor moi se contractă într-o sferă, similar cu modul în care apa se transformă în picături. Acest lucru se întâmplă din cauza suprafeței lichidelor și a altor materiale moi care se contractă natural în cea mai mică suprafață posibilă. Cu toate acestea, materia activă poate fi proiectată pentru a nu urma acest model.

Cu aceste tehnici și materie activă, experții speră că următoarea generație de mașini va fi fabricată din multe unități active individuale care lucrează împreună pentru a determina mișcarea și funcționarea mașinii. Înainte de această posibilitate, aceste mașini erau controlate de un controlor central. Noul design este similar cu modul în care funcționează țesuturile noastre biologice.

Proiectarea Noilor Mașini Moi

Oamenii de știință pot lua acest design și crea mașini moi cu brațe alcătuite din materiale flexibile alimentate de roboți care sunt localizați pe suprafața materialelor. O altă posibilitate este schimbarea dimensiunii și formei capsulelor de livrare a medicamentelor prin acoperirea suprafeței nanoparticulelor cu un material activ și răspunsiv.

Conform dr. Jack Binysh, primul autor al studiului, una dintre cele mai interesante aspecte ale noii realizări este că aceasta ne face să privim “regulile familiare ale naturii” într-o lumină nouă.

“Materia activă ne face să privim regulile familiare ale naturii — reguli precum faptul că tensiunea superficială trebuie să fie pozitivă — într-o lumină nouă. A vedea ce se întâmplă dacă încălcăm aceste reguli și cum putem valorifica rezultatele este un loc excitant pentru cercetare”, spune dr. Binysh.

Dr. Anton Souslov este autorul corespondent al cercetării.

“Acest studiu este o dovadă importantă a conceptului și are multe implicații utile. De exemplu, tehnologia viitoare ar putea produce roboți moi care sunt mult mai moi și mai buni la ridicarea și manipularea materialelor delicate”, spune dr. Souslov.

Cercetătorii au dezvoltat teorii și simulări pentru a descrie un solid moale 3D cu o suprafață care experimentează stresuri active. Rezultatele au demonstrat că stresurile active extind suprafața materialului și trag solidul de dedesubt, ceea ce provoacă o schimbare globală a formei. Forma pe care o ia solidul poate fi apoi schimbată prin modificarea proprietăților elastice ale materialului.

Echipa de cercetători va aplica acum acest principiu pentru a proiecta roboți mai specifici și vor explora mai în profunzime comportamentul colectiv și ceea ce se întâmplă atunci când multiple solide active sunt ambalate împreună.