Araştırmacılar Kuzey Karolina Eyalet Üniversitesi tırtıl benzeri yumuşak bir robotun ileri, geri hareket edebildiğini ve dar alanlarda dalabildiğini göstermiştir. Tırtıl robotun hareketi, robotun bükülme şeklini kontrol etmek için ısı kullanan ve kullanıcıların robotu her iki yönde de yönlendirmesine izin veren yeni bir gümüş nanotel modeli tarafından yönlendiriliyor.
Çalışma yayınlandı Bilim Gelişmeleri ve ABD Ulusal Bilim Vakfı’ndan fon desteği aldı aracılığıyla çoklu hibeler.
“Bu araştırma, geleneksel olmayan disiplinlerden uzmanların ileri mühendislik çözümlerinin potansiyelini gösteriyor.”
Makalenin ilgili yazarı NC State’den Yong Zhu, “Bir tırtılın hareketi, vücudunun eğriliği tarafından kontrol edilir – vücudu, ileri doğru çekildiğinde, geriye doğru itildiğinde olduğundan farklı bir şekilde kıvrılır,” diyor. “Bu eğriliği taklit etmek için tırtılın biyomekaniğinden ilham aldık ve tırtıl robotundaki benzer eğriliği ve hareketi kontrol etmek için nanotel ısıtıcılar kullandık.”
Caterpillar-bot, ısıya maruz kaldığında farklı tepkiler veren iki polimer katmanından oluşur. Alt katman küçülür veya büzülür. Üst katman genişler. Genişleyen polimer tabakasına bir gümüş nanotel deseni gömülüdür. Model, araştırmacıların bir elektrik akımı uygulayabilecekleri birden çok öncü nokta içerir. Daha sonra, farklı giriş noktalarına bir elektrik akımı uygulayarak nanotel modelinin hangi bölümlerinin ısındığını kontrol ederler ve daha fazla veya daha az akım uygulayarak ısı miktarını kontrol ederler.
Zhu, “İki farklı yönde hareket edebilen yumuşak robotların mühendisliği, yumuşak robotlarda önemli bir zorluktur” diyor.
Araştırmacılar, tırtıl-bot’un hareketinin, kullanıcıların robotu bir kapının altından kayması için yönlendirmek gibi çok düşük bir boşlukta yönlendirebilecekleri noktaya kadar kontrol edilebileceğini gösterdi. Araştırmacılar, hem ileri hem de geri hareketi ve robotun sürecin herhangi bir noktasında yukarı doğru ne kadar eğildiğini kontrol edebilirler.
Zhu, “Yumuşak bir robotta hareketi sürmeye yönelik bu yaklaşım, enerji açısından çok verimli ve bu süreci daha da verimli hale getirmenin yollarını keşfetmekle ilgileniyoruz” diyor. “Sonraki adımlar, bu yaklaşımı yumuşak robot hareketine sensörler veya arama kurtarma cihazları gibi uygulamalarda kullanım için diğer teknolojilerle entegre etmeyi içeriyor.”
NSF program direktörü Siddiq Qidwai, “Bu araştırma, malzeme mekaniği gibi geleneksel olmayan disiplinlerden uzmanların disiplinler arası yumuşak robotik alanına getirdiği ileri mühendislik çözümlerinin potansiyelini gösteriyor” dedi.
NSF program direktörü Debora Rodrigues, “Böyle bir araştırma ve biyo-ilhamlı tasarım, laboratuvarın ötesinde muazzam etki yaratacak uygulamalara sahip olabilir. Örneğin, NSF, bu teknolojinin spor veya sağlık uygulamalarında giyilebilir hareket takibinde kullanılıp kullanılamayacağını bulmak için yapılan araştırmaları destekliyor.” .”