Vědci prokázali měkké a rychlé mikroroboty. Jsou schopni chytit mouchu

„Když si představíme pohybující se stroj, jako je robot, do značné míry si něco představíme

z tvrdých materiálů,“ vysvětlujeMartin Kaltenbrunner. On a jeho tým výzkumníků z oddělení fyziky měkkých materiálů JKU a laboratoře měkkých materiálů LIT pracují na vývoji systému založeného na měkkých materiálech. Myšlenkou za vytvořením takových systémů je vytvořit příznivé podmínky, které v budoucnu podpoří úzkou interakci mezi robotem a člověkem a bez možného fyzického poškození odolnými mechanickými stroji.

Vědci představili nový přístup kelektromagnetické motory. Namísto měděného drátu a železa se hlavní složkou měkkých robotů staly elastické materiály a tekutý kov. Vědci také nedávno představili nový typ biogelu, který je dostatečně pružný, pružný a stabilní, aby jej bylo možné kombinovat s elektronickými součástmi a vytvořit tak nějakého „měkkého robota“.

Skupina vedená Kaltenbrunnerem a DenisemMakarov (Helmholtzovo centrum, Drážďany-Rossendorf) v současné době činí další krok vpřed ve vývoji těchto strojů. Dva vědci poznamenali, že dříve bylo nevýhodou, že měkcí roboti mohli měnit tvar velmi pomalu. Jejich nová myšlenka je založena na použití flexibilního polydimethylsiloxanového plastu a míchání magnetických mikročástic, jako je slitina neodymu, železa a boru.

Robot ve tvaru květiny se na chvíli zavřekolem mouchy, než zaregistruje uzavírací pasti a uvolní ji otevřením svých osmi ramen, vedených magnetickým polem ploché čtvercové vlny (3 mT, 50 Hz). Průměr robota je 25 mm a tloušťka 200 mikronů. Uznání a copyright: Makarov et al .; Komunikační materiály

Robot se šesti rameny může uchopit,přepravujte a dávkujte nemagnetické předměty, jako je kostka z polyuretanové pěny ovládané permanentním magnetem. Průměr robota je 20 mm a tloušťka 80 mikronů. Uznání a copyright: Makarov et al .; Komunikační materiály

Je umístěn čtyřramenný robot (hmotnost 23 mg)průhledná skleněná trubice a je zvedána do vzduchu statickým magnetickým polem silou 3,7 mT mimo rovinu. Robot je vznášen. Deformuje se a prostorově se konfiguruje pod vlivem plochého obdélníkového magnetického pole (1,5 mT, 50 Hz). Průměr robota je 15 mm a tloušťka 200 mikronů. Uznání a copyright: Makarov et al .; Komunikační materiály

Vědci dali své malé měkkéroboty různých tvarů. V závislosti na tvaru, umístění mikročástic a tloušťce použitých materiálů se roboti mohli pohybovat různými způsoby pod vlivem měnícího se magnetického pole v prostředí. Tyto akční členy mají tloušťku jen několik mikrometrů a hmotnost několika mikrogramů, takže k pohybu vyžadují jen málo energie. Kromě toho mohou komponenty opakovat pohyby milionkrát bez jakékoli úpravy.

Ovlivňováním magnetického pole a jeho změnouKaltenbrunner a jeho kolegové byli schopni postavit drobné roboty, kteří se dokázali vznášet, plavat a - v nejširším slova smyslu - dokonce i chodit. Vědci také prokázali, že během několika milisekund mohou jejich roboti ve tvaru květu chytit mouchu, která na ně přistane.

S pomocí simulace byl v roce vyvinut robotforma paprsku muže se zátěží, která může plavat ve vodě, řízená střídavým obdélníkovým magnetickým polem v rovině (2 mT, 1 Hz). Boční rozměry robota jsou 17 mm × 19 mm a tloušťka 80 mikronů. Uznání a copyright: Makarov et al .; Komunikační materiály

Robot trojúhelníkového tvaru se může valit vzduchemvysokou rychlostí a pohybovat se vpřed pod vlivem magnetického pole střídavé roviny obdélníkového tvaru (3,5 mT, 1,5 Hz). Průměr robota je 18 mm a tloušťka 80 mikronů. Uznání a copyright: Makarov et al .; Komunikační materiály

Vědci tvrdí, že jejich vývoj se otevírá novýmožnosti vytváření měkkých robotů, kteří jsou schopni se velmi rychle pohybovat. Dlouhodobou myšlenkou je primárně vyrábět sofistikovanější mini stroje, které by například mohly pomoci pracovat s cévami v lidském těle. K tomu musí být použité materiály biologicky odbouratelné a snadno kontrolovatelné.

Přečtěte si také

Ledovec Doomsday se ukázal být nebezpečnějším, než si vědci mysleli. Říkáme hlavní věc

Studie: kočky mohou napodobovat člověka

Ve 3. dni nemoci většina pacientů COVID-19 ztratí čich a často trpí rýmou.