De ouderen in de wereld zijn booming. Het aantal ouderen - van 60 jaar of ouder - zal naar verwachting meer dan verdubbelen in 2050 en groeit sneller dan alle jongere leeftijdsgroepen over de hele wereld.

Deze trend gaat gepaard met een toenemende vraag naar zorgverleners die 24 uur per dag zorg kunnen verlenen, niet alleen in ziekenhuizen of verpleeghuizen, maar ook bij particuliere woningen en appartementen.

Nu al, Zorgrobots zijn geprogrammeerd om vragen te stellen die een verpleegkundige zou stellen en kunnen patiënten controleren op vallen. Deze robotassistenten zullen naar verwachting steeds meer verkoopbaar worden en 450 bereiken, 000 tegen 2045 vanwege het verwachte tekort aan zorgverleners in de Verenigde Staten.

"Helaas, de externe harde structuur van de huidige zorgrobots verhindert een veilige mens-robot interactie, hun hulp beperken tot louter sociale interactie en niet tot fysieke interactie, " zei Ramses Martinez, een assistent-professor aan de School of Industrial Engineering en aan de Weldon School of Biomedical Engineering in Purdue's College of Engineering. "Ten slotte, zou je baby's of fysiek of cognitief gehandicapte oude mensen in de handen van een robot laten?"

Recente ontwikkelingen in de materiaalwetenschap hebben de fabricage mogelijk gemaakt van robots met vervormbare lichamen of het vermogen om te hervormen bij aanraking, maar het complexe ontwerp, fabricage, en besturing van zachte robots belemmert momenteel de commercialisering van deze technologie en het gebruik ervan voor thuistoepassingen.

Martinez en andere onderzoekers van de Purdue University hebben een nieuwe ontwerpmethode ontwikkeld die veelbelovend is voor het efficiënt ontwerpen en fabriceren van zachte robots met behulp van een 3D-printer. De technologie is gepubliceerd in de editie van 8 april van: Geavanceerde functionele materialen .

Het ontwerpproces bestaat uit drie stappen. Eerst, een gebruiker maakt een computerondersteund ontwerpbestand met de vorm van de robot. De gebruiker schildert vervolgens het CAD-bestand om te laten zien in welke richtingen de verschillende gewrichten van de zachte robot zullen bewegen. Een snel computeralgoritme heeft een paar seconden nodig om het CAD-model om te zetten in een 3D Architected Soft Machine (ASM) die kan worden geprint met elke conventionele 3D-printer.

De ontworpen zachte machines bewegen als mensen, behalve dat ze in plaats van spieren vertrouwen op geminiaturiseerde motoren die trekken aan nylon lijnen die aan de uiteinden van hun ledematen zijn vastgemaakt. Ze kunnen worden samengedrukt en uitgerekt tot meer dan 900 procent van hun oorspronkelijke lengte.

"ASM's kunnen met gemak complexe bewegingen uitvoeren, zoals grijpen of kruipen, en dit werk vormt een stap voorwaarts in de richting van de ontwikkeling van autonome en lichtgewicht zachte robots, Martinez zei. "Het vermogen van ASM's om hun lichaamsconfiguratie en gang te veranderen om zich aan te passen aan een breed scala aan omgevingen heeft het potentieel om niet alleen de zorgverlening te verbeteren, maar ook de robotica voor rampenbestrijding."

De technologie is gepatenteerd door het Purdue Office of Technology Commercialization. De onderzoekers zoeken partners om hun technologie te testen en te commercialiseren.

Hun werk sluit aan bij Purdue's Giant Leaps-viering, het erkennen van de wereldwijde vooruitgang van de universiteit op het gebied van kunstmatige intelligentie en gezondheid als onderdeel van het 150-jarig jubileum van Purdue. Dat zijn twee van de vier thema's van het jaarlijkse Ideeënfestival, ontworpen om Purdu te laten zien als een intellectueel centrum dat problemen uit de echte wereld oplost.