Innovation

Forscher nutzen Magnetfelder, um weiche Roboter zum Leben zu erwecken

Forscher nutzen Magnetfelder, um weiche Roboter zum Leben zu erwecken

Roboter werden durch die Verwendung von Magnetfeldern zur Steuerung ihrer Bewegungen einer neuen mechanischen Überholung unterzogen. Wissenschaftler der North Carolina State University entwickeln Wege, um weiche Roboter mit flüssigeren Roboterbewegungen herzustellen.

Fortschrittliche weiche Roboter

Starre Körperbewegungen sind im Bereich der Robotik oft eine unerwünschte Eigenschaft. Weiche Roboter sind eine Generation von Robotern, die aus nicht starren Materialien wie Silikon, Gummi, Kunststoff usw. hergestellt werden. Da sie großen Verformungen ausgesetzt sind, sind weiche Roboter ideale Instrumententeile für kompliziertere Aufgaben, z Biologische technik. Eine interessante Verwendung von weichen Robotern ist die Herstellung von "Herzunterstützungsgeräten" durch Forscher der Harvard University.

Magnetfeldroboter

Das Wissenschaftlerteam hat Magnetfelder genutzt, um in weiche Roboter eingebettete Mikropartikelketten zu steuern. Ein elastischer Polymerdünnfilm wurde erzeugt, indem Eisenmikropartikel zu einer flüssigen Polymermischung kombiniert und Magnetfelder angelegt wurden, um zu bewirken, dass die Mikropartikel synchronisierte Ketten bildeten. Der elastische Polymerdünnfilm mit den ausgerichteten Ketten von Magnetfeldern bleibt zurück, wenn die gesamte Mischung getrocknet wird. Ein Artikel zu dieser Studie wurde in ACS Publications veröffentlicht.

"Mit den Ketten können wir das Polymer als weichen Roboter aus der Ferne manipulieren, indem wir ein Magnetfeld steuern, das die Ketten magnetischer Partikel beeinflusst", sagt Joe Tracy, Associate Professor für Materialwissenschaften und -technik an der North Carolina University.

[Bildquelle: North Carolina State University]

Die Richtung des angelegten Magnetfelds kann verwendet werden, um die Ketten der Eisenmikropartikel zu entzünden, um sich und das umgebende Polymer in derselben Richtung auszurichten.

Softroboter-Anwendungen

Mit dieser Technik ist es dem Team gelungen, drei Arten von weichen Robotern zu entwickeln. "Ein Gerät ist ein Ausleger, der das 50-fache seines Eigengewichts anheben kann. Das zweite Gerät ist eine akkordeonartige Struktur, die sich ausdehnt und zusammenzieht und das Verhalten von Muskeln nachahmt. Das dritte Gerät ist ein Schlauch, der als Funktion ausgelegt ist Peristaltikpumpe - Ein komprimierter Abschnitt bewegt sich über die gesamte Länge der Tube, ähnlich wie jemand, der das letzte Stück Zahnpasta herausdrückt, indem er mit dem Finger über die Tube fährt ", erklärte das Team.

Sie waren besonders daran interessiert, die metrische Methode zur Bewertung der Leistung von Magnethebern wie dem Cantilever zu entwickeln. „Dazu messen wir das Gewicht, das angehoben wird, und berücksichtigen sowohl die Partikelmasse im Lifter als auch die Stärke des angelegten Magnetfelds“, sagt Ben Evans, Associate Professor an der Elon University und Mitautor des veröffentlichtes Papier. Dies ist ein gutes Anwendungsfeld für diese Technologie, da es anderen Forschern experimentelle Möglichkeiten zur Bewertung der Leistung verschiedener Geräte bietet.

Derzeit verfügt das Team über einen Magnetstreifen, und der außerordentliche Professor Joe Tracy steht jedem offen, der Ideen für den möglichen Einsatz dieser weichen Roboter einbringen kann. "Wir brauchen mehr Ideen, was wir damit machen können", sagte Tracy.

Ich denke, weiche Roboter sind die Zukunft der Forschung, mit weiteren Fortschritten können die Anwendungsmöglichkeiten unbegrenzt sein. Dank dieser Technologie können weitere wissenschaftliche und technische Durchbrüche erzielt werden.

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