Wetenschappers hebben zachte en snelle microrobots laten zien. Ze kunnen een vlieg vangen

‘Als we ons een bewegende machine voorstellen, zoals een robot, verbeelden we ons voor een groot deel iets

gemaakt van harde materialen”, legt uitMartin Kaltenbrunner. Hij en zijn team van onderzoekers van JKU's Department of Soft Materials Physics en LIT's Soft Materials Laboratory werken aan de ontwikkeling van een systeem gebaseerd op zachte materialen. Het idee achter het creëren van dergelijke systemen is het creëren van gunstige omstandigheden die een nauwe interactie tussen robot en mens in de toekomst zullen ondersteunen, zonder mogelijke fysieke schade als gevolg van duurzame mechanische machines.

Wetenschappers hebben een nieuwe aanpak gepresenteerdelektromagnetische motoren. In plaats van koperdraad en ijzer zijn elastische materialen en vloeibaar metaal de hoofdingrediënten van zachte robots geworden. Wetenschappers hebben onlangs ook een nieuw type biogel geïntroduceerd dat veerkrachtig, flexibel en stabiel genoeg is om te combineren met elektronische componenten om een ​​soort "zachte robot" te creëren.

Een groep onder leiding van Kaltenbrunner en DenisMakarov (Helmholtz Center, Dresden-Rossendorf), zet momenteel weer een stap voorwaarts in de ontwikkeling van dergelijke machines. Twee onderzoekers merkten op dat voorheen het nadeel was dat zachte robots heel langzaam van vorm konden veranderen. Hun nieuwe idee is gebaseerd op het gebruik van flexibel plastic polydimethylsiloxaan en het mengen van magnetische microdeeltjes zoals een legering van neodymium, ijzer en boor.

De bloemvormige robot sluit evenrond de vlieg voordat hij de sluitende val registreert en deze vrijgeeft door zijn acht armen te openen die worden bestuurd door een vlak magnetisch veld met vierkante golf (3 mT, 50 Hz). De diameter van de robot is 25 mm met een dikte van 200 micron. Credit & Copyright: Makarov et al .; Communicatiemateriaal

Een zesarmige robot kan grijpen,niet-magnetische objecten vervoeren en afgeven, zoals een kubus van polyurethaanschuim die wordt bestuurd door een permanente magneet. De diameter van de robot is 20 mm met een dikte van 80 micron. Credit & Copyright: Makarov et al .; Communicatiemateriaal

Er wordt een vierarmige robot (gewicht 23 mg) in geplaatsttransparante glazen buis en wordt door een statisch magnetisch veld van 3,7 mT buiten het vlak de lucht in gehesen. De robot zweeft. Het vervormt en configureert zichzelf ruimtelijk onder invloed van een vlak rechthoekig magnetisch veld (1,5 mT, 50 Hz). De diameter van de robot is 15 mm met een dikte van 200 micron. Credit & Copyright: Makarov et al .; Communicatiemateriaal

De onderzoekers gaven hun kleine softrobots van verschillende vormen. Afhankelijk van de vorm, locatie van de microdeeltjes en de dikte van de gebruikte materialen kunnen robots onder invloed van een veranderend magnetisch veld in de omgeving op verschillende manieren bewegen. Deze actuatoren zijn slechts enkele micrometers dik en enkele microgram in gewicht, dus ze hebben weinig energie nodig om te bewegen. Bovendien kunnen de componenten bewegingen miljoenen keren herhalen zonder enige wijziging.

Door het magnetische veld te beïnvloeden en te veranderen,Kaltenbrunner en zijn collega's slaagden erin om kleine robots te bouwen die konden zweven, zwemmen en - in de breedste zin - zelfs lopen. Wetenschappers hebben ook aangetoond dat hun bloemvormige robots in slechts enkele milliseconden een vlieg kunnen vangen die op hen landt.

Door middel van simulatie is een robot ontwikkeldde vorm van een mantarog met een lading die in water kan drijven, bestuurd door een wisselend rechthoekig magnetisch veld in het vlak (2 mT, 1 Hz). De laterale afmetingen van de robot zijn 17 mm x 19 mm met een dikte van 80 micron. Credit & Copyright: Makarov et al .; Communicatiemateriaal

Een driehoekige robot kan door de lucht rollenmet hoge snelheid en voorwaarts bewegen onder invloed van een wisselend vlak magnetisch veld met een rechthoekige vorm (3,5 mT, 1,5 Hz). De diameter van de robot is 18 mm met een dikte van 80 micron. Credit & Copyright: Makarov et al .; Communicatiemateriaal

Wetenschappers zeggen dat hun ontwikkeling nieuwe mogelijkheden biedtmogelijkheden om zachte robots te maken die zeer snel kunnen bewegen. Het idee op de lange termijn is om in de eerste plaats meer geavanceerde mini-machines te produceren die bijvoorbeeld kunnen helpen bij het werken met de bloedvaten in het menselijk lichaam. Hiervoor moeten de gebruikte materialen biologisch afbreekbaar en gemakkelijk controleerbaar zijn.

Lees ook

De Doomsday-gletsjer bleek gevaarlijker te zijn dan wetenschappers dachten. We vertellen het belangrijkste

Studie: katten kunnen mensen imiteren

Op dag 3 van de ziekte verliezen de meeste COVID-19-patiënten hun reukvermogen en hebben ze vaak een loopneus