Naukowcy z Uniwersytetu CMU w Pittsburghu dokonali przełomu w robotyce. Nowy, miękki materiał opracowany przez zespół idealnie nadaje się do budowania nowego typu robotów.
Roboty muszą być miękkie i inteligentne
Roboty to niezwykle wszechstronne urządzenia – nic więc dziwnego, że inżynierowie dwoją się i troją, by rozwijać ich funkcjonalności. Jedną z najważniejszych kwestii w robotyce jest rozwój miękkich systemów, które dzięki zastosowaniu bezpiecznych materiałów mogą swobodnie współpracować z ludźmi oraz manipulować delikatnymi przedmiotami bez ryzyka uszkodzenia człowieka lub towaru. Potencjalnego przełomu w tej kwestii dokonał zespół naukowców z Carnegie Mellon University, który opracował miękki, samonaprawiający się, przewodzący elektryczność materiał.
Substancja opracowana przez naukowców składa się z galaretowatej bazy z alkoholu poliwinylowego i boranu sodu, w której osadzone są mikropłatki srebra i kropelki ciekłego metalu na bazie galu. Jednocześnie jest również nasycony glikolem etylenowym, aby zapobiec wysychaniu galarety. Taki skład sprawia, że materiał jest nie tylko zdolny do przewodzenia silnego prądu elektrycznego, ale może być rozciągnięty do 400% swojej długości bez pękania. Dodatkowo, jeśli kawałek materiału zostanie przecięty na pół, galareta ma zdolność do mechanicznej i elektrycznej regeneracji, i odzyskania pełnej funkcjonalności.
Przełom w miękkiej robotyce i nie tylko
Podczas testów, paski żelu wykorzystywano do podłączenia baterii do silnika robota. Kiedy pasek został przecięty, prędkość ślimaka spadła o ponad 50%. Gdy końce się zagoiły, prędkość wróciła do 68% pierwotnej prędkości.
W innym teście początkowo użyto dwóch pasków żelu do przekazania prądu elektrycznego do silnika. Następnie naukowcy wycięli sekcje ze środka obu pasków, połączyli odcięte końcówki i wznowili przepływ prądu. W jeszcze innym teście paski posłużyły do uzyskania odczytów elektromiografii z różnych miejsc na ciele badanego.
Zamiast łączyć się z elektrodami biomonitorującymi, które łączą cię ze sprzętem do pomiarów biologicznych zamontowanym na wózku, nasz żel może być używany jako bioelektroda bezpośrednio łącząca się z elektroniką zamontowaną na ciele. Dzięki temu może zbierać informacje i przesyłać je bezprzewodowo. Byłoby również interesujące zobaczyć roboty o miękkich ciałach używane do monitorowania trudno dostępnych miejsc – czy to ślimak, który mógłby monitorować jakość wody, czy dżdżownica czołgająca się po naszych domach w poszukiwaniu pleśni.
Prof. Carmel Majidi, członek zespołu badawczego
Więcej o nowym materiale można przeczytać w oficjalnym artykule naukowym zespołu.