Vědci dosáhli průlomu v robotice: robot mění tvar, který dokáže přepínat mezi kapalným a kovovým skupenstvím a pohybovat se v náročných prostředích bez kompromisů v pevnosti.
Vzhledem k tomu, že mohou být měkké i tuhé, malé roboty inspirované mořskými okurkami mohou překonat omezení robotů, které jsou pouze jedním nebo druhým, a mají tak potenciál poskytnout větší využití v oblastech, jako je montáž elektroniky a dokonce i lékařské aplikace.
Vědci nechali roboty procházet překážkovými dráhami, odstraňovat nebo podávat předměty do modelového lidského žaludku a dokonce se schovat, aby unikli z klece, než ji překonfigurují do původní podoby podobné lidské.
Tím, že robotům dáme možnost přepínat mezi kapalným a pevným skupenstvím, získávají více funkcí. říká inženýr Chengfeng Pan z Čínské univerzity v Hong Kongu v Číně.
Od jemných oprav až po cílené dodávání léků, existuje mnoho potenciálních využití pro malé roboty, kteří se dokážou dostat kolem míst, která jsou příliš malá nebo složitá na to, aby je lidé zvládli pomocí typických nástrojů. Pevné materiály však nejsou nejlepší pro navigaci ve stísněných prostorech nebo úzkých zatáčkách, zatímco měkčí a flexibilnější roboty bývají chatrné a obtížně se ovládají.
Aby našel střední cestu, tým výzkumníků vedený Panem a jeho kolegou Qingyuan Wangem z univerzity Sun Yat-sen v Číně se obrátil na přírodu jako zdroj inspirace. Zvířata, jako jsou mořské okurky, mohou změnit tuhost svých tkání, aby zlepšily nosnost a omezily fyzické poškození, zatímco chobotnice mohou změnit tuhost svých paží pro maskování, manipulaci s předměty a pohyb.
border frame=“0″allow=“akcelerometer; automatické spuštění; Zápis do schránky. média kódovaná gyroskopem; obraz v obraze; sdílení na webu „allowfullscreen>“.
K návrhu robota, který by něco podobného dokázal, potřebovali vědci netoxický materiál, který by při okolní teplotě mohl snadno přecházet mezi tvrdým a měkkým stavem. Přeměnili se na gallium, měkký kov s bodem tání 29,76 stupňů Celsia (85,57 stupňů Fahrenheita) při standardním tlaku – jen několik stupňů pod průměrnou teplotou lidského těla. Gallium můžete roztavit pouhým držením v ruce.
Výzkumníci vložili galliovou matrici s magnetickými částicemi a vytvořili to, co nazývají „strojem pro magnetický fázový přechod pevná látka-kapalina“.
„Tady magnetické částice mají rotaci,“ říká strojní inženýr Karmal Majidi z Carnegie Mellon University, hlavní autor týmového článku.
„Jedním z nich je, že přimějí hmotu reagovat na střídavé magnetické pole, takže pomocí indukce můžete hmotu zahřát a způsobit fázovou změnu. Magnetické částice ale také dávají robotům mobilitu a schopnost pohybovat se v reakci na magnetické pole.“
Poté, co vědci otestovali, zda je přechod z pevné látky na kapalinu vratný (byl), provedli své malé roboty řadou testů. Roboti mohou skákat přes malé zákopy, lézt přes překážky a dokonce se rozdělit, aby prováděli společné úkoly, které pohybují předměty, než se znovu spojí a spojí.
border frame=“0″allow=“akcelerometer; automatické spuštění; Zápis do schránky. média kódovaná gyroskopem; obraz v obraze; sdílení na webu „allowfullscreen>“.
Mají dokonce malou verzi lidí – ve tvaru Lega – kteří se roztaví, aby unikli z malé vězeňské cely, prosakuje skrz mříže A přetváření na druhé straně je poctou scéně z Terminátora 2.
Dále tým studoval praktické aplikace. Vytvořili model lidského žaludku, nechali robota spolknout a vysunout malý předmět umístěný uvnitř – což je užitečný způsob, jak si představit, například pro vyjmutí spolknutých baterií – a pak provedli opačný proces a dopravili předmět způsobem, jakým tým doufá, že dodá drogy.
Pro opravu obvodu mohou roboti přejít k obvodům a roztavit je, aby fungovaly jako vodič a pájka; A dokonce i jako spojovací prvek, zapusťte do závitových objímek šroubů a vytvrdněte, přičemž plní funkci šroubu, aniž byste jej museli upevňovat na místo.
Pro aplikace v reálném světě bude stroj fázového přechodu potřebovat nějaké vyladění. Například protože lidské tělo má vyšší bod tání než čisté gallium, robot určený pro biomedicínské účely by mohl mít pole ze slitiny galia, které by zvýšilo bod tání při zachování funkčnosti.
Vědci tvrdí, že to ještě nebylo podrobně prozkoumáno.
„Budoucí práce by měla prozkoumat, jak lze tyto roboty použít v biomedicínském kontextu,“ říká Majidi.
„To, co ukazujeme, jsou jen jednorázové demonstrace, důkazy konceptu, ale bude zapotřebí více studií, abychom se hlouběji ponořili do toho, jak to může být skutečně použito pro dodávání léků nebo pro odstraňování cizích těles.“
Výzkum publikovaný v Věc.
„Přátelský průkopník popkultury. Hodně padá. Sociální média geek. Obecný fanatik do kávy. Televizní nadšenec. Potížista.“
