Drobné roboty vyrobené z „Gallinstona“ dokážu bežať rýchlejšie ako (malý) gepard

Vedci z Univerzity Johannesa Keplera (JKU) vytvorili ovládateľné mäkké roboty, ktoré sú schopné chôdze, plávaniea skákať vysokou rýchlosťou. Počas testovania dosiahli roboty rýchlosť 70 BL/s (dĺžka tela za sekundu). Tieto výsledky sú prekvapujúce, pretože dokonca aj gepard (najrýchlejšie suchozemské zviera na zemi) môže bežať len tak ďaleko 23 bl/s, Nečakajte však absolútne rýchlostné rekordy, keďže roboty majú milimetrové telá – hoci tieto drobné stroje sú pravdepodobne najrýchlejšími mäkkými robotmi na planéte.

Mäkké roboty sa líšia od tradičných robotov, ktoré vidíte v továrňach, reštauráciách a na vedeckých výstavách. sú postavené pomocou flexibilných materiálov Podobne ako polyméry a zliatiny s tvarovou pamäťou (tieto zliatiny menia svoj tvar so zmenami teploty). Mäkký materiál umožňuje robotom vykonávať úlohy podobne K živému organizmu (alebo živému tkanivu). Naproti tomu tradičné roboty sú vyrobené z pevných materiálov, ako je plast, hliník a kov.

Vedci sa už dlhú dobu snažia vyrábať mäkké roboty tak rýchlo, že pracovať v extrémnych prostrediach Kde žiadny iný stroj nebude fungovať. Takéto roboty môžu hrať dôležitú úlohu v oblasti medicíny. Napríklad ultrarýchle roboty môžu nahradiť invazívne metódy, ako je kolonoskopia. Lekári môžu pomocou rýchleho mäkkého robota skontrolovať akékoľvek anomálie v častiach tela (napríklad brucho), ktoré je ťažké odhaliť pomocou tradičných diagnostických robotov.

stavať ultrarýchle roboty

Ultrarýchle roboty sú vyrobené z tekutej kovovej zliatiny nazývanej galliston. Skladá sa z cínu (Sn), gália (Ga) a india (In). Galinstan sa bežne nepoužíva na stavbu mäkkých robotov; sú väčšinou vyrobené z elastoméry na báze silikónu, Keď sa ho spýtali na dôvod, ktorý je za tým, prvý autor štúdie a fyzik mäkkých látok na JKU, Dr. „Najdôležitejšou vlastnosťou tohto materiálu je, že je pri izbovej teplote podobný kvapaline, pričom má tiež vysokú vodivosť, vďaka čomu je užitočný na výrobu mäkkých a deformovateľných cievok,“ povedal Guoyong Mao pre Ars Technica.

Výskumníci používajú tekutý kov Technológia 3D tlače Na výrobu Gallistonovej cievky. Tieto 3D tlačené cievky boli potom vložené do elastomérnych guľôčok, ktoré ich držia spolu s ovládačom, ktorý riadi ich stav. Vyrába mäkký elektromagnetický robot (SEMR) v tvare cievky, ktorý je schopný poskytovať rýchle ovládanie a pohon. Výskumníci ďalej vybavujú roboty nohami v tvare L alebo pilín v závislosti od použitých substrátov.

SEMR sú napájané pomocou lítium-polymérových batérií a ich ultrarýchly pohyb je poháňaný elektromagnetickými ovládačmi (súčiastky, ktoré premieňajú elektrickú energiu na mechanickú energiu). Akčné členy sú magneticky citlivé komponenty, a preto je možné rýchlo sa pohybujúce roboty ľahko ovládať pomocou statického magnetického poľa. Počas testov dokáže priviazaný robot bežať rýchlosťou 35 BL/s na rovine a 70 BL/s na zloženom 3D povrchu. Pri testovaní vo vode tiež plávajú rýchlosťou 4,8 BL/s. „Myslíme si, že ide o novú a sľubnú technológiu v oblasti robotiky, ktorá má veľký potenciál do budúcnosti. Nepodarilo sa nám nájsť žiadnu podobnú technológiu využívajúcu mäkké funkčné materiály, ktoré sa môžu pohybovať takou vysokou rýchlosťou,“ povedal Mao. Mohol robiť toľko vecí.

Budúcnosť ultrarýchlych mäkkých robotov

Výskumníci tiež vykonali rýchlostné testy s prototypom nepripútaného mäkkého robota a dosiahli rýchlosť plávania 1,8 dĺžky tela za sekundu (bl/s) a maximálnu rýchlosť chôdze 2,1 bl/s. Výskumníci teraz plánujú zlepšiť efektivitu a výkon nepripútaných robotov.

Mao a jeho tím tiež hovoria, že na vývoj sa používajú SERM s väčším počtom milimetrov Tekutá 3D tlač Mohlo by to pripraviť pôdu pre väčšie, ultrarýchle roboty v budúcnosti.

Existujú rôzne typy mäkkých robotov; niektorí nám môžu pomôcť odstrániť plastový odpad z oceánov a iní nám to môžu dovoliť študovať horúce Lunárne a marťanské púšte. Rýchlosť je veľkým limitujúcim faktorom pre všetky takéto mäkké stroje. Technológia ultrarýchlych SEMR má potenciál vyriešiť toto obmedzenie.

Nature Communications, 2022. DOI: 10.1038/s41467-022-32123-4 ,O DOI,

Rupendra Brahmbhatt je dlhoročná novinárka a filmová producentka. Zaoberá sa správami o vede a kultúre a posledných päť rokov aktívne spolupracuje s niektorými z najinovatívnejších spravodajských agentúr, časopisov a mediálnych značiek pôsobiacich v rôznych častiach sveta.