Araştırmacılar Plastikleri Işığa Karşı Yürümeye Öğretiyor

Finlandiya’daki araştırmacılar şu anda plastik parçalarını ışığa komuta etmek için geliştirme ve “eğitim” yapıyorlar. Bu, sentetik bir aktüatörün, bu durumda termoplastik, geçmiş deneyimleri temel alarak yeni bir eylem yapmayı “öğrenmesinin” ilk kez mümkün olduğu durumdur.

Bu projedeki plastikler, termo-reaktif sıvı kristal polimer ağı ve bir boya tabakasından yapılmıştır. Bunlar, enerjiyi mekanik harekete dönüştürebilen yumuşak aktüatörlerdir. Aktüatör ilk olarak yalnızca ısıya cevap verebiliyordu, ancak ışığın ısı ile ilişkilendirilebileceği için bu durum değişiyor. Bu nedenle, plastik ışığa cevap verebiliyor. Aktüatör somewhat esnek ve itself bir insanın işaret parmağını bükmesi gibi bükülüyor. Aktüatörün üzerine ışık yansıtılınca ve böylece ısınınca, “yürüyor” ve 1 mm/s hızında hareket ediyor, yani bir sülüğün hızı kadar.

Arri Priimägi, Tampere Üniversitesi’nin kıdemli yazarı.

“Araştırmamız temel olarak cansız bir materyalin çok basit bir anlamda öğrenip öğrenemeyeceğini soruyor” diyor. “Aalto Üniversitesi’nden meslektaşım Profesör Olli Ikkala, materyallerin öğrenip öğrenemeyeceğini ve materyallerin öğrenmesinin ne anlama geleceğini sordu. Daha sonra bu araştırmada yeni numaralar öğrenebilecek robotlar yapmak için güçlerimizi birleştirdik.”

Araştırma ekibinin diğer üyeleri arasında Tampere Üniversitesi’nden postdoctoral araştırmacı Hao Zeng ve Aalto Üniversitesi’nden Hang Zhang bulunuyor.

Işığın ısı ile ilişkilendirilmesini sağlayan bir koşullandırma süreci de var ve bu, aktüatörün yüzeyindeki boyanın tüm aktüatör boyunca difüze olmasına izin vermeyi içerir, bu da maviye dönüşür. Toplam ışık emilimi artar ve fototerml effect de artar. Aktüatörün sıcaklığı da yükselir ve sonra ışınlanması üzerine bükülür.

Priimägi’ye göre, ekip başka bir ünlü deneyden esinlenildi.

“Yaptığımız bu çalışma, Pavlov’un köpeği deneyinden esinlenildi” diyor Priimägi.

O ünlü deneyde, bir köpek yiyeceği görür görmez salya akıtıyordu ve Pavlov da köpeğe yiyecek vermeden önce zil çalıyor. Bu birkaç kez tekrarlandı ve köpek sonunda yiyeceği zile bağladı ve zil çaldığında salya akıtmaya başladı.

“Sistemimizi düşünürsek, ısı yiyeceğe karşılık geliyor ve ışık da Pavlov’un deneyindeki zile karşılık geliyor.”

“Çoğu kişi, bu analojiyi çok ileri götürdüğümüzü söyleyecek” diyor Priimägi. “Bir anlamda, bu kişiler haklı, çünkü biyolojik sistemlerle karşılaştırıldığında, incelediğimiz materyal çok basit ve sınırlı. Ancak doğru koşullar altında, analoji geçerli.”

Ekip şimdi sistemlerin kompleksitesini ve kontrol edilebilirliğini artıracak ve bu, biyolojik sistemlerle çizilebilecek analojilerin sınırlarını bulmaya yardımcı olacak.

“Sorusunu sormayı hedefliyoruz, belki de cansız materyallere yeni bir ışık altında bakmamızı sağlayacak.”

Sistemler yalnızca yürümekle kalmıyor, aynı zamanda boyanın kaplamasıyla ilgili farklı ışık dalga boylarını “tanıyabiliyor” ve buna cevap verebiliyor. Bu nedenle, materyal, uzaktan kontrol edilebilen bir yumuşak mikro-robot haline geliyor ve bu, biyomedikal uygulamalar için非常 faydalı.

“Orada çok ilginç yönler var” diyor Priimägi. “Uzaktan kontrol edilebilen bu sıvı kristal ağları, küçük yapay kaslar gibi davranıyor. Umarım ve inanıyorum ki, gelecekte biyomedikal alan dahil olmak üzere birçok alanda faydalı olabilecekler.”