Das MIT hat ein Material für Roboter entwickelt, das seine Bewegungen „fühlt“.

MIT-Forscher haben eine 3D-Druckmethode entwickelt

Materialien mit anpassbaren Eigenschaften, diebestimmen, wie sie sich bewegen und mit der äußeren Umgebung interagieren. Fertige Komponenten werden in einem Durchgang gedruckt und die „Empfindlichkeit“ wird durch „Flüssigkeitssensoren“ – luftgefüllte Kanäle – erreicht.

In seiner Arbeit, veröffentlicht in ScienceFortschritte, Ingenieure haben "Architekturmaterialien" gedruckt - Gitterroste, deren mechanische Eigenschaften ausschließlich von der Architektur abhängen. Zum Beispiel macht das Ändern der Größe oder Form der Zellen im Gitter das Material mehr oder weniger flexibel.

Kristalline Gitterstrukturen mit luftgefüllten Kanälen. Die Aussparungen in der Mitte der Gitter sind die Öffnungen der Sensoren. Bild: MIT News

Forscher schließen Luftkanäle einStruktur durch 3D-Druck mit digitaler Lichtverarbeitung. Bei diesem Verfahren wird eine Struktur aus einer Harzpfütze gezogen und durch Lichteinwirkung in die gewünschte Form verfestigt. Das Bild wird auf ein flüssiges Material projiziert und die Bereiche, auf die das Licht trifft, härten aus.

Die Schwierigkeit bei der Schaffung hohler Kanäle besteht darindass das Harz in den Sinneskanälen hängen bleibt. Um dieses Problem zu lösen, verwendeten Wissenschaftler eine Kombination aus Druckluft, Vakuum und einer hochentwickelten Reinigung, um überschüssiges Harz zu entfernen. 

Beim Verschieben oder Auspressen des FertigteilsDurch die Konstruktion werden die Sinneskanäle verformt und das Luftvolumen im Inneren verändert sich. Forscher messen Druckunterschiede und bestimmen, wie sich das Material verformt. 

Ein weicher Roboterfinger aus zwei Zylindern aus HSA-Auxetika. Bild: MIT News

Um die Möglichkeiten des Einsatzes der Technologie aufzuzeigen,Wissenschaftler haben einen weichen Roboter aus dem auxetischen Material HSA in 3D gedruckt. Es ist ein Material mit einer negativen Poissonzahl und wird in der Robotik verwendet. Wenn solche Materialien gedehnt werden, werden sie in der Richtung senkrecht zur ausgeübten Kraft eher dicker als dünner. 

Der erstellte Roboter könnte mehrere Bewegungen ausführen,einschließlich Biegen, Verdrehen und Dehnen. Der Roboter führte mehr als 18 Stunden lang verschiedene Bewegungen aus und die Forscher nutzten Daten von „Fluidsensoren“, um ein neuronales Netzwerk zu trainieren, das die Bewegungen des Roboters genau vorhersagte.

Wir können jedes Material nehmen, das wir könnenDrucken Sie auf einem 3D-Drucker und führen Sie Kanäle durch, um eine empfindliche Struktur zu erhalten. Und wenn Sie wirklich komplexe Materialien verwenden, können Sie gleichzeitig Bewegung, Wahrnehmung und Struktur erhalten.

Lillian Chin, Co-Autorin der Studie am Massachusetts Institute of Technology

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