“Galistan”dan yapılmış minik robotlar (ölçeği küçültülmüş) bir çitadan daha hızlı koşabilir

mao sen içinde.

Johannes Kepler Üniversitesi’ndeki (JKU) bilim adamları, yüksek hızlarda koşabilen, yüzebilen ve zıplayabilen, yönlendirilebilir yumuşak robotlar yarattılar. Test sırasında robotlar 70 BL/s (saniyedeki vücut uzunlukları) hıza ulaştı. Bu sonuçlar dikkat çekicidir çünkü bir çita (Dünyadaki en hızlı kara hayvanı) bile sadece 23 BL/s’ye kadar koşabilir. Ancak robotların milimetrik ölçekli gövdeleri olduğu için mutlak hız rekorları beklemeyin – bu küçük makineler muhtemelen gezegendeki en hızlı yumuşak robotlar olsa da.

Yumuşak robotlar, fabrikalarda, restoranlarda ve bilim sergilerinde gördüğünüz geleneksel robotlardan farklıdır. Polimerler ve şekil hafızalı alaşımlar gibi esnek malzemeler kullanılarak inşa edilirler (bu alaşımlar sıcaklıktaki bir değişiklikle formlarını değiştirir). Yumuşak malzemeler, robotların canlı bir organizmaya (veya canlı bir dokuya) benzer şekilde işlev görmesini sağlar. Buna karşılık, geleneksel robotlar plastik, alüminyum ve metal gibi sert malzemelerden yapılır.

Uzun süredir bilim adamları, başka hiçbir makinenin çalışmadığı zorlu ortamlarda çalışacak kadar hızlı yumuşak robotlar yaratmaya çalışıyorlar. Bu tür robotlar tıp alanında önemli bir rol oynayabilir. Örneğin, ultra hızlı robotlar kolonoskopi gibi invaziv yöntemlerin yerini alabilir. Doktorlar, geleneksel teşhis robotlarıyla incelenmesi zor olan vücut organlarında (mide gibi) herhangi bir anormalliği kontrol etmek için hızlı yumuşak robotlar kullanabilirler.

Ultra hızlı robotlar inşa etmek

Ultra hızlı robotlar, galistan adı verilen sıvı metal alaşımı kullanılarak yapılır. Kalay (Sn), galyum (Ga) ve indiyumdan (In) oluşur. Galinstan, yumuşak robotlar oluşturmak için yaygın olarak kullanılmaz; çoğunlukla silikon bazlı elastomerlerden yapılırlar. Bunun arkasındaki neden sorulduğunda, çalışmanın ilk yazarı ve JKU’daki yumuşak madde fizikçisi Dr. Guoyong Mao, Ars Technica’ya şunları söyledi: “Bu malzemenin en önemli özelliği, oda sıcaklığında sıvı benzeri olmasıdır. ayrıca yüksek iletkenliğe sahip olması, yumuşak ve deforme olabilen bobinler oluşturmak için faydalı olmasını sağlar.”

Araştırmacılar, galinstan bobinlerini oluşturmak için sıvı metal 3D baskı teknolojisini kullandılar. Bu 3D baskılı bobinler daha sonra, durumlarını kontrol eden bir aktüatör ile onları bir arada tutan elastomerik kabuklara gömüldü. Bu, hızlı çalıştırma ve itme sağlayabilen bobin şeklinde bir yumuşak elektromanyetik robot (SEMR) üretir. Araştırmacılar ayrıca robotları, üzerinde hareket edecekleri alt tabakalara göre L şeklinde veya testere dişi şeklinde ayaklarla donatıyor.

SEMR’ler lityum-polimer piller kullanılarak çalıştırılır ve ultra hızlı hareketleri elektromanyetik aktüatörler (elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren bileşenler) tarafından sağlanır. Aktüatörler manyetik olarak duyarlı bileşenlerdir ve bu nedenle hızlı hareket eden robotlar statik bir manyetik alan kullanılarak kolayca kontrol edilebilir. Testler sırasında, bağlı robotlar bir düzlemde 35 BL/s’de ve katlanmış bir 3D yüzeyde 70 BL/s’de hareket edebildi. Ayrıca suda test edildiğinde 4.8 BL/s’de yüzdüler. “Bunun, gelecekte büyük potansiyele sahip olan robotik alanında yeni ve gelecek vaat eden bir teknoloji olduğunu düşünüyoruz. Mao, “Bu kadar çok işi bu kadar yüksek hızda yapabilen, yumuşak, işlevsel bir malzeme kullanan benzer bir teknoloji bulamadık” dedi.

Ultra hızlı yumuşak robotların geleceği

Araştırmacılar ayrıca prototip bağlanmamış yumuşak robotlarla hız testleri yaptılar ve saniyede 1.8 vücut uzunluğu (BL/s) yüzme hızına ve maksimum 2.1 BL/s koşu hızına ulaştılar. Araştırmacılar şimdi, bağlı olmayan robotların verimliliğini ve performansını iyileştirmeyi planlıyorlar.

Mao ve ekibi ayrıca sıvı 3D baskı kullanarak daha fazla milimetre ölçekli SERM geliştirmenin gelecekte daha büyük, ultra hızlı robotların önünü açabileceğini söylüyor.

Çeşitli yumuşak robotlar vardır; bazıları okyanuslardan plastik atıkları çıkarmamıza yardımcı olabilir ve diğerleri sıcak ay ve Mars çöllerini incelememize izin verebilir. Hız, bu tür yumuşak makineler için büyük bir sınırlayıcı faktördür. Ultra hızlı SEMR’lerin arkasındaki teknoloji, bu sınırı aşma potansiyeline sahiptir.

Nature Communications, 2022. DOI: 10.1038/s41467-022-32123-4 (DOI’ler Hakkında)

Rupendra Brahambhatt deneyimli bir gazeteci ve film yapımcısıdır. Bilim ve kültür haberlerini ele alıyor ve son beş yıldır dünyanın farklı yerlerinde faaliyet gösteren en yenilikçi haber ajansları, dergiler ve medya markalarından bazılarıyla aktif olarak çalışıyor.

Leave a Comment