4D Baskılı Yumuşak Robotlar Kendi Kendine Birleşebilir

Cell Press’te araştırmacılar tarafından geliştirilen yeni bir 4D baskılı yumuşak robot, ısıtıldığında kendi kendine birleşebiliyor. Tepeler yukarı çıkma ve öngörülemez manzaraları gezme gibi görevleri gerçekleştirebiliyor.

Tüp şeklindeki prototip 22 Eylül’de Matter dergisinde sunuldu.

Wei Feng, Çin’in Tianjin Üniversitesi’nden bir 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 Baskılı Dördüncü Boyut ile

Robot önce bir 3D baskılı sıvı kristal elastomerin düz ve dikdörtgen bir levhasıdır, bu bir tür esnek plastik malzemedir. Bu levhanın altındaki yüzey ısıtıldığında, robot bir tüp oluşturmak için bükülür ve bir spring benzeri şekil alır. Bu robotun 4D baskılı olmasının nedeni, dış uyaranlara tepki olarak şeklinin değişmesi, zamanı bir fourth boyut olarak eklemesidir.

Sıcak yüzeyden gelen temas, robot tüp oluşturduktan sonra malzeme içinde 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 ve daha uzun robotlar daha hızlı döner.

Robotların Test Edilmesi

Araştırmacılar bu robotları görevler gerçekleştirmeleri ve yeteneklerini göstermeleri için ayarladılar ve bunları kaydetti. Bunlardan biri farklı boyutlardaki robotların bir yarışması ve diğerinin bir araba çekmesiydi. Bu videolarda, robotlar ayrıca çevrelerine bağlı olarak davranışlarını nasıl değiştirebileceklerini gösterdi. Bir robot zorlu bir engelle karşılaştığında, bir adım yukarı çıkma veya yön değiştirme gibi şeyler yapabilirdi.

Kıdemli yazar Feng, robotun davranışından şaşkına döndü.

“Sıvı kristal elastomerleri 4D baskı yoluyla çeşitli şekillerde işledik ve bunları ışığa, ısıya ve elektrikle uyarmak için örnekler hazırladık” diyor. “Sadece deformasyon dışında birçok ilginç sürüş fenomeni bulduk.”

Araştırmacılara göre, bu robotlar gelecekte küçük ve kapalı alanlarda, örneğin bir boru içinde görevler gerçekleştirebilecek. Ayrıca aşırı sıcak yüzeyler gibi aşırı koşullarda da çalışabilecekler.

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