Fizikçiler Sonraki Nesil Şekillendirici Robotları Geliştiriyor

Bath Üniversitesi’nden bir fizikçi ekibi, yumuşak robotları daha etkili bir şekilde hareket etmelerini ve işlev görmelerini sağlayan malzemelerle kaplamak için yeni bir yöntem keşfetti. Bu yeni ilerleme, sonraki nesil şekillendirici robotlara yol açacak.

Araştırma, bilimsel dergi Science Advances tarafından yayımlandı.

Etkin Madde Üzerinde Büyük Bir Atılım

Çalışmanın yazarlarına göre, ‘etkin madde’ üzerine yapılan yeni atılım, robot tasarımında önemli bir dönemeç olabilir. Bu kavram daha da geliştirilirse, uzmanlar bir yumuşak katı’nın şeklini, davranışını ve hareketini, doğal esnekliği yerine yüzeyindeki insan kontrollü aktivite ile belirleyebilecekler.

Çoğu yumuşak malzemenin yüzeyi, su damlacıklarına benzer şekilde küre şekline dönüşür. Bu, sıvıların ve diğer yumuşak malzemelerin yüzeyinin doğal olarak mümkün olan en küçük yüzey alanına büzülmeleri nedeniyle olur. Ancak, etkin madde bu modele uymayabilir.

Bu teknikler ve etkin madde ile uzmanlar, sonraki nesil makinelerin birçok bireysel etkin birimden oluşacağını ve bu birimler birlikte makinelerin hareketini ve işlevini belirleyeceklerini umuyorlar. Bu olasılık önce, bu makineler bir merkezi kontrolör tarafından yönetiliyordu. Yeni tasarım, biyolojik dokularımızın çalışmasıyla benzerlik gösteriyor.

Yeni Yumuşak Makineler Tasarlamak

Bilim adamları bu tasarımı kullanarak, yüzeylerinde robotlarla çalışan esnek malzemelerden oluşan kollara sahip yumuşak makineler oluşturabilirler. Bir başka olasılık, nanoparçacıkların yüzeyini aktif ve tepkisel bir malzeme ile kaplayarak ilaç teslimi kapsüllerinin boyutunu ve şeklini değiştirmektir.

Çalışmanın ilk yazarı Dr. Jack Binysh’e göre, yeni gelişmenin en ilginç yönlerinden biri, doğa kurallarına bakış açımızı değiştirmesidir.

“Etkin madde, doğa kurallarına – yüzey geriliminin pozitif olması gibi kurallara – yeni bir bakış açısı kazandırıyor. Bu kuralları ihlal etmenin ve sonuçlarını nasıl kullanacağımızın keşfedilmesi, araştırma yapmanın heyecan verici bir yer,” diyor Dr. Binysh.

Dr. Anton Souslov, araştırmanın eş yazarı.

“Bu çalışma, önemli bir kavram kanıtı ve birçok yararlı sonucu var. Örneğin, gelecekteki teknoloji, daha da sıktırılabilen ve hassas malzemeleri daha iyi tutabilen yumuşak robotlar üretebilir,” diyor Dr. Souslov.

Araştırmacılar, aktif gerilmelerin trảildığı bir 3D yumuşak katı için teori ve simülasyonlar geliştirdiler. Sonuçlar, aktif gerilmelerin malzemenin yüzeyini genişlettiğini ve katı altını çektiğini, bu da küresel bir şekil değişikliğine neden olduğunu gösterdi. Katının aldığı şekil, malzemenin esnek özelliklerinin değiştirilmesi ile değiştirilebilirdi.

Araştırmacılar şimdi, bu prensibi daha spesifik robotlar tasarlamak için uygulamaya çalışacaklar ve birden fazla etkin katı bir araya geldiğinde neler olduğu ve kolektif davranış üzerine daha derinlemesine nghiên cứu yapacaklar.