science >> Wetenschap >  >> Chemie

Door pneumatiek te combineren met een hydrogel om een ​​baromorf te creëren - voor zachte robotica

een, Continue familie van evenwichtstoestanden verkregen voor een baromorf onder verschillende drukken. B, Overeenkomstig netwerk van kanalen ingebed in de plaat. Kanalen zijn meer geconcentreerd in het centrale gebied van de schijf, wat leidt tot een stekelige structuur eenmaal opgeblazen. C, Dynamische respons:bediening bij ongeveer 3 Hz van het pneumatische systeem (aanvullende video 6). Schaalbalken, 2 cm. Credit: Natuurmaterialen (2018). DOI:10.1038/s41563-018-0219-x

Een klein team van onderzoekers van ESPCI Paris heeft een manier bedacht om pneumatiek te combineren met een hydrogel om een ​​baromorf te creëren voor toepassingen in zachte robotica - een baromorf is een zacht materiaal dat zichzelf vormt wanneer het wordt opgeblazen. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Natuurmaterialen , de groep beschrijft hun onderzoek en hun geometrische creaties. Efi Efrati van het Weizmann Institute of Science heeft een artikel in News and Views geschreven over het werk van het team in hetzelfde tijdschriftnummer.

In de nooit eindigende zoektocht om robots te maken die steeds beter in staat zijn, robotici zijn vaak geïnspireerd door wezens die de natuur heeft ontworpen. Pogingen om mensen na te bootsen is een populair onderzoeksgebied, net als het kopiëren van vierpotige wezens. Efrati merkt op dat de meeste van dergelijke dieren één ding gemeen hebben:stijve delen van hun anatomie die tegen andere stijve delen werken, produceren beweging:botten in gewrichten, bijvoorbeeld. Maar zoals Efrati ook opmerkt, er is een ander onderzoeksgebied gericht op de ontwikkeling van zachtere componenten die worden gemanipuleerd zonder stijvere componenten, zoals kwallen, bijvoorbeeld, of bloemen. Helaas, de vooruitgang op dit gebied is nogal traag geweest - zachte machines hebben de neiging traag te reageren vanwege problemen met de bediening. En ze hebben ook de neiging om beperkte mate van beweging te hebben en snel te verslijten. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben een nieuwe benadering bedacht voor het maken van zachte machines - waarbij de buigbaarheid van hydrogels wordt gecombineerd met de kracht van luchtdruk. Ze noemen hun creaties baromorfen, en ze hebben aangetoond dat ze kunnen worden gebruikt om soft-machines in een grote verscheidenheid aan vormen te maken.

Elke baromorf is in wezen een vel hydrogel met kanalen erin. In zijn aanvankelijk ontspannen toestand, het is meestal vlak. Als er lucht naar binnen wordt gepompt, het wordt zo door de kanalen geleid dat de baromoph in een gewenste vorm wordt opgeblazen. De kanalen zijn ontworpen met behulp van een computerprogramma, die ook zorgt voor de vorming van het resulterende product. Om de levensvatbaarheid van hun methode te bewijzen, de onderzoekers creëerden baromorfen die de vorm hadden van kommen, een zadel en zelfs een menselijk gezicht.

© 2018 Wetenschap X Netwerk