4D Yazıcıyla Üretilen Yumuşak Robotlar Kendi Kendini Montaj Yapabilir

Cell Press’te araştırmacılar tarafından geliştirilen yeni bir 4D yazıcıyla üretilen yumuşak robot, ısıtıldığında kendini montaj yapabilme özelliğine sahiptir. Tepelik arazilerde ilerleme ve öngörülemez manzaraları gezme gibi görevleri gerçekleştirebilir.

Tüp şeklindeki prototip 22 Eylül’de Matter dergisinde sunuldu.

Wei Feng, Çin’in Tianjin Üniversitesi’nde malzeme bilimcisi ve makalenin kıdemli yazarı.

“Bir böcek gibi antenneleri olan robot, küçük bir engeli aşabilir. Ancak engel çok yüksek olduğunda geri dönecektir” diyor Feng. “Tüm süreç insan müdahalesi veya kontrolü olmadan kendiliğinden gerçekleşiyor.”

4D Yazıcıyla Dördüncü Boyutta Üretilen

Robot önce esnek bir plastik malzemesi olan 3D yazıcıyla üretilmiş sıvı kristal elastomerden oluşan düz ve dikdörtgen bir levhadır. Bu levhanın altındaki yüzey ısıtıldığında, robot bir springi andıran bir tüp oluşturmak için bükülür. Bu robotun 4D yazıcıyla değil de 3D yazıcıyla üretilmesinin nedeni, dış uyaranlara karşı şeklinin değişmesiyle zamanın dördüncü boyut olarak eklenmesidir.

Sıcak yüzeyden kaynaklanan temas, robot tüp oluştuktan sonra malzemede bir gerilme oluşturur. Bu da robotun bir yönde dönmesine neden olur ve hareketin arkasındaki itici güç çok güçlüdür. Aslında, bu kadar güçlüdür ki robot 20 derecelik bir eğimde yukarı çıkabilir veya kendi ağırlığının 40 katına kadar ağırlık taşıyabilir. Robotun hızı uzunluğuna bağlıdır, daha uzun robotlar daha kısa olanlardan daha hızlı döner.

Robotların Test Edilmesi

Araştırmacılar, bu robotları görevleri gerçekleştirmeleri ve yeteneklerini göstermeleri için ayarladı ve bunları kaydetti. Bunlar arasında farklı boyutlardaki robotların yarışması ve bir araba çekmesi de vardı. Bu videolarda, robotlar ayrıca çevrelerine bağlı olarak davranışlarını değiştirebileceklerini gösterdi. Robot zorlu bir engel ile karşılaştığında, bir adım çıkmak veya yön değiştirmek gibi şeyler yapabilirdi.

Kıdemli yazar Feng, robotun davranışından etkilendi.

“Sıvı kristal elastomerleri 4D yazıcıyla çeşitli şekillerde işledik ve bunları ısı, ışık ve elektrikle uyaran örneklerle tepkilerini gözlemledik” diyor. “Sadece deformasyon dışında birçok ilginç itici fenomen bulduk.”

Araştırmacılara göre, bu robotlar gelecekte küçük ve kapalı alanlarda görevleri gerçekleştirebilir, örneğin bir boruda çalışabilirler. Ayrıca aşırı sıcaklık gibi zorlu koşullarda da çalışabilirler.

“Umarız ki yumuşak robotlar artık sadece sabit bir konumda şekil değiştirebilen basit aktüatörlere bağlı kalmayacak” diyor Feng.