Tiedemiehet esittelevät humanoidirobotin, joka pystyy sulamaan ja uusiutumaan

Teknologian vahvistuessa syntyy uusia keksintöjä ja mahdottomalta tuntunut tulee mahdolliseksi. Äskettäin tutkijat ovat esittäneet jälleen uuden teknologisen kehityksen. Se on metamorfinen robotti, joka pystyy vaihtamaan nestemäisen ja metallisen tilan välillä, navigoimaan haastavissa ympäristöissä voimansa menettämättä. Katso lisää tästä edistyksestä robotiikassa.

Lue lisää robotiikan kehityksestä

Tämän keksinnön suuri etu on, että robotit voivat olla pehmeitä ja kovia samanaikaisesti. Tekijöiden mukaan he saivat inspiraationsa merikurkusta. Normaalisti muilla jo tähän mennessä kehitetyillä roboteilla on vain yksi tai toinen ominaisuus. Nykyiset pystyvät toimimaan elektroniikan ja lääketieteellisten sovellusten kokoonpanossa.

Insinööri Chengfeng Panin mielestä robottien nestemäisten ja kiinteiden tilojen vaihtaminen tekee niistä toimivampia. Tutkijat ehdottivat, että ne poistaisivat ja toimittaisivat esineet ihmisen vatsan malliin, minkä lisäksi ne nesteyttäisivät päästäkseen häkistä.

Kuva: Wang et al., Matter, 2023.

Pienet robotit pystyvät tekemään tietyntyyppisiä töitä, jotka ihmiset kokisivat vaikeiksi. Liikkuminen tiloissa, jotka ovat liian pieniä tyypillisten työkalujen hallitsemiseksi huolellisissa korjaustöissä tai lääkkeiden toimituksissa, on näiden olentojen tehtävä. teknologinen.

Niiden kyky olla pehmeitä helpottaa siis navigointia ahtaissa tiloissa tai ahtaissa kulmissa, mikä koville materiaaleille olisi erittäin haastavaa.

Mutta mistä niin paljon inspiraatiota tuli?

Tällä tavalla tarvittiin luomakunta, joka toimisi ”välitienä”. Joten Panin ja hänen kollegansa Qingyuan Wangin johtamat tutkijat Sun Yat-senin yliopistosta Kiinasta ovat tehneet luonnosta suurimman inspiraation lähteensä.

Esimerkiksi merikurkut pystyvät muuttamaan kudosten jäykkyyttä parantaakseen kantokykyä ja rajoittaakseen fyysisiä vaurioita. Mustekalat puolestaan ​​voivat muuttaa käsivarsinsa jäykkyyttä naamiointia, esineiden manipulointia ja liikkumista varten.

Näiden analyysien jälkeen tutkijat päättelivät, että oli tarpeen löytää materiaali, joka ei ollut myrkyllistä ja joka voisi helposti kulkea pehmeän ja jäykän tilan välillä huoneenlämmössä.

Joten paras vaihtoehto, jonka he löysivät, oli gallium. Pehmeä metalli, jonka sulamispiste on 29,76 celsiusastetta normaalipaineessa. Eli se on vain muutaman asteen ihmiskehon keskilämpötilan alapuolella. Sitten he upotivat galliummatriisin magneettisilla hiukkasilla ja loivat näin "magnetoaktiivisen kiinteä-nestefaasimuutoskoneen".

Miksi magneettiset hiukkaset?

Siinä on kaksi päätoimintoa. Ensimmäinen on, että ne tekevät materiaalista herkän vaihtelevaan magneettikenttään. Joten voit lämmittää materiaalia induktiolla ja luoda vaihemuutoksen. Toinen tehtävä on, että ne mahdollistavat robottien liikkuvuuden ja kyvyn siirtyä magneettikenttään.

Jopa koko luomisen jälkeen tutkijat testasivat, oliko siirtyminen kiinteästä nesteeksi todella palautuva. Ja kyllä, se oli. Niinpä roboteille tehtiin sarja testejä ja pääteltiin, että ne pystyvät hyppäämään pieniä kuoppia, kiipeämään esteitä ja jopa jakamaan tehtäviä keskenään.

Ymmärrä käytännön sovellus

Ihmisen mahasta luotiin malli, ja tutkijat saivat robotin nielemään ja myöhemmin poistamaan sen sisältämän pienen esineen. Tämä tilanne sai heidät ymmärtämään, että käänteinen leikkaus oli mahdollista ja voisi siksi auttaa lääketieteessä paljon.

Biolääketieteen tarkoituksiin tarvitaan kuitenkin vielä paljon enemmän tutkimuksia. Tämä johtuu siitä Ihmiskehon on korkeampi kuin galliumin sulamispiste, ja jotta robotti olisi todella hyödyllinen, se tarvitsee a galliumpohjainen seosmatriisi, joka nostaisi sulamispistettä ja säilyttäisi siten sen toiminnallisuutta.