Johaneso Keplerio universiteto (JKU) mokslininkai sukūrė minkštus, valdomus robotus, galinčius bėgti, plaukimasir šokinėti dideliu greičiu. Bandymų metu robotai pasiekė 70 BL/s greitį (kūno ilgiai per sekundę). Šie rezultatai yra nuostabūs, nes net gepardas (Greičiausias sausumos gyvūnas žemėje) gali net bėgti 23 BL/sek. Tačiau absoliučių greičio rekordų nesitikėkite, nes robotai turi milimetro mastelio kūnus – nors šios mažos mašinos tikriausiai yra greičiausi minkštieji robotai planetoje.

Minkšti robotai skiriasi nuo tradicinių robotų, kuriuos matote gamyklose, restoranuose ir mokslo mugėse. pastatytas Naudojant lanksčias medžiagas Kaip ir polimerai, formuoja atminties lydinius (šie lydiniai keičia formą keičiantis temperatūrai). Minkštos medžiagos leidžia robotams veikti Panašiu būdu į gyvą organizmą (ar gyvą audinį). Priešingai, tradiciniai robotai yra pagaminti iš kietų medžiagų, tokių kaip plastikas, aliuminis ir metalas.

Ilgą laiką mokslininkai bandė pakankamai greitai sukurti minkštus robotus Darbas atšiaurioje aplinkoje Kur neveikia kitos mašinos. Šie robotai gali atlikti svarbų vaidmenį medicinos srityje. Pavyzdžiui, itin greita robotika gali pakeisti invazinius metodus, tokius kaip kolonoskopija. Gydytojai gali naudoti greitąją minkštąją robotiką, kad patikrintų, ar nėra kūno organų (pvz., skrandžio) sutrikimų, kuriuos sunku ištirti naudojant įprastinius diagnostikos robotus.

Sukurkite itin greitus robotus

Itin greiti robotai gaminami naudojant skysto metalo lydinį, vadinamą Galinstan. Jį sudaro alavas (Sn), galis (Ga) ir indis (In). Galinstan nėra dažniausiai naudojamas minkštiems robotams kurti; Jie dažniausiai pagaminti iš Silicio plastikai. Paklaustas pirmojo tyrimo autoriaus ir JKU minkštųjų medžiagų fiziko dr. Guoyong Mao, jis „Ars Technica“ sakė: „Svarbiausia šios medžiagos savybė yra ta, kad kambario temperatūroje ji primena skystį, be to, turi didelį laidumą, todėl ji yra naudinga kuriant minkštas ir deformuojamas rites.”

Tyrėjai naudojo skystą metalą 3D spausdinimo technologija Suformuoti galinistano ritę. Tada šios 3D atspausdintos ritės buvo įdėtos į elastomerinius apvalkalus, kurie jas laikė kartu su pavara, kuri valdė jų būseną. Taip gaunamas ritės tipo minkštas elektromagnetinis robotas (SEMR), galintis greitai paleisti ir varyti. Tyrėjai taip pat aprūpino robotus L formos arba pjūklinėmis pėdomis, priklausomai nuo stulpų, per kuriuos jie judės.

SEMR maitinami ličio polimerų baterijomis, o ypač greitą jų judėjimą skatina elektromagnetinės pavaros (komponentai, paverčiantys elektros energiją mechanine energija). Pavaros yra magnetiškai reaguojančios sudedamosios dalys, todėl greitai judančius robotus galima lengvai valdyti naudojant pastovų magnetinį lauką. Bandymų metu pririšti robotai galėjo judėti 35 BL/s greičiu plokštumoje ir 70 BL/s greičiu sulankstytu 3D paviršiumi. Be to, bandant vandenyje, jie plaukė 4,8 BL/sek. „Manome, kad tai nauja ir daug žadanti technologija robotikoje ir turi didelį potencialą ateičiai. Mums nepavyko rasti jokios panašios technologijos, naudojant minkštą funkcinę medžiagą, kuri galėtų atlikti tiek daug užduočių tokiu dideliu greičiu. “, – sakė Mao.

Itin greitos robotikos ateitis

Tyrėjai taip pat atliko greičio bandymus naudodami nepririštų minkštųjų robotų prototipą ir pasiekė 1,8 kūno ilgio per sekundę (BL/s) plaukimo greitį ir 2,1 BL/s maksimalų bėgimo greitį. Dabar mokslininkai planuoja pagerinti nepririštų robotų efektyvumą ir našumą.

Mao ir jo komanda taip pat teigia, kad kuriant daugiau milimetrų masto SERM naudojant 3D skystas spausdinimas Tai gali atverti kelią didesniems itin greitiems robotams ateityje.

Yra įvairių tipų minkštųjų robotų. Kai kurie gali mums padėti Plastikinių atliekų išvežimas Iš vandenyno kiti gali leisti mums tai padaryti šilta studija Mėnulio ir Marso dykumos. Greitis yra didelis ribojantis veiksnys visoms šioms minkštoms mašinoms. Itin greito SEMR technologija gali išspręsti šią ribą.

„Nature Communications“, 2022 m. DOI: 10.1038 / s41467-022-32123-4 (Apie DOI)

Robindra Brahambhat yra patyrusi žurnalistė ir filmų kūrėja. Jis skelbia mokslo ir kultūros naujienas, o pastaruosius penkerius metus aktyviai dirba su inovatyviausiomis naujienų agentūromis, žurnalais ir žiniasklaidos prekių ženklais, veikiančiais įvairiose pasaulio vietose.