In einem Yale-Labor lernen Roboter, etwas zu tun, das die meisten von uns zum Schaudern bringen würde: sich selbst zu verstümmeln. Aber keine Sorge, dies ist nicht der Beginn einer masochistischen Phase der Maschinen. Es ist ein großer Fortschritt bei der Entwicklung weicher Roboter, die sich an jede Situation anpassen können, so wie es einige Tiere in der Natur tun.
Die Entwicklung weicher Roboter
Die Forscher von Labor von der Yale University haben einen bedeutenden Schritt in der Entwicklung von Softrobotern gemacht. Diese innovativen Automaten aus Silikon sind nun in der Lage, Körperteile abzunehmen und wieder anzubringen und so ihre Morphologie nach Bedarf zu verändern. Diese auf den ersten Blick verstörende Fähigkeit stellt tatsächlich einen bemerkenswerten Fortschritt auf dem Gebiet der adaptiven Robotik dar.
Die Fähigkeit, die eigene Körperstruktur zu verändern, ist keine menschliche Erfindung, sondern eine natürlich vorkommende Fähigkeit (Sie wissen schon). wie leidenschaftlich wir uns für Biomimikry interessieren, In dieser Gegend). Wie die Studie erklärt, können einige Tierarten ihre Morphologie verändern, um zu überleben:
Es klingt ein wenig extrem, über Dinge wie Selbstamputation zu sprechen, und es ist ein wenig extrem, aber es ist überhaupt nicht ungewöhnlich, dass andere Tiere so etwas tun. Eidechsen können beispielsweise ihren Schwanz abtrennen, um einem Raubtier zu entkommen.
Die Soft-Roboter von Yale reproduzieren im Wesentlichen diese natürlichen Fähigkeiten und eröffnen neue Möglichkeiten im Bereich der adaptiven Robotik.
Die Technologie hinter der Selbstamputation
Das Herzstück dieser Innovation liegt in den Gelenken der Softroboter. Forscher haben ein neues Material namens entwickelt bikontinuierlicher thermoplastischer Schaum (BTF), das als Trägerstruktur für ein Klebepolymer dient. Dieses Polymer ist bei Raumtemperatur fest, kann aber leicht geschmolzen werden.
Das BTF wirkt wie ein Schwamm und verhindert, dass das Polymer beim Schmelzen austritt. Zusammenfassend lässt sich sagen: Es ist möglich, zwei BTF-Oberflächen durch Verschmelzen der Verbindung zu trennen und durch umgekehrte Vorgehensweise wieder zusammenzufügen.
Dieser Prozess des Ablösens und Wiederanbringens dauert etwa 10 Minuten und erzeugt eine ziemlich starke Verbindung. Die Technologie ist außerdem überraschend langlebig und übersteht Hunderte von Ablöse- und Wiederanbringungszyklen, bevor sie sich verschlechtert.
Weiche Roboter, die Vorteile gegenüber starren Systemen
Herkömmliche Systeme, die auf mechanischen oder magnetischen Verbindungen basieren, sind von Natur aus starr, was im Gegensatz zur Flexibilität weicher Roboter steht. Aus diesem Grund ist die erstmalige Schaffung eines völlig weichen reversiblen Gelenks eine wissenschaftliche Tatsache von äußerster Bedeutung.
Die Entdeckung ebnet den Weg für weiche künstliche Systeme, die ihre Form durch Hinzufügen und Entfernen von Masse ändern können. Softroboter der neuen Generation mit nahezu unbegrenzten Einsatzmöglichkeiten.
- Such- und Rettungseinsätze in rauen Umgebungen
- Weltraumforschung oder U-Boot
- Medizinische Anwendungen minimal invasiv
Die Fähigkeit dieser Roboter, ihre Form zu ändern, könnte es ihnen ermöglichen, durch enge Räume zu navigieren oder sich an unvorhersehbare Umgebungsbedingungen anzupassen.
Aktuelle Herausforderungen und Einschränkungen
Trotz der Aufregung um diese Innovation ist es wichtig zu beachten, dass sich die Technologie noch im Anfangsstadium befindet. Wie in der Studie hervorgehoben:
Das ist natürlich alles sehr vorläufig, denn an diesen Robotern sind viele starre Dinge mit Rohren, Drähten und dergleichen befestigt. Und hier gibt es weder Autonomie noch Nutzlast.
Es ist noch ein langer Weg, bis wir vollständig autonome Soft-Roboter sehen können, die in der Lage sind, sich als Reaktion auf ihre Umgebung selbst zu verändern.
Die Zukunft ist flexibel
In einer sich schnell verändernden Welt könnte sich die Fähigkeit zur Anpassung und Veränderung als Schlüssel zur Bewältigung künftiger Herausforderungen erweisen. Die Soft-Roboter von Yale mit ihrer Fähigkeit, sich selbst zu amputieren und wieder zu verbinden, könnten die Vorboten einer neuen Ära adaptiver Maschinen sein, die bereit sind, sich den unvorhersehbaren Herausforderungen von morgen zu beugen, aber nicht zu zerbrechen.
Die Forschung wurde am veröffentlicht Fortgeschrittene Werkstoffe da Bilige Yang, Amir Mohammadi Nasab, Stephanie J. Woodman, Eugene Thomas, Liana G. Tilton, Michael Levin und Rebecca Kramer-Bottiglio. Ich werde es hier verlinken.
