A robotika jövője: A puha anyagok forradalmasítják a technológiát!

A robotika jövője: A puha anyagok forradalmasítják a technológiát!

A robottechnológia gyorsan fejlődött az elmúlt néhány évtizedben. Egy innovatív irányzat van kialakulóban, amely forradalmasítja a puha anyagok robotikában való használatát. A modern puha robotok acél és alumínium helyett viszkoelasztikus polimerekre támaszkodnak, amelyek rugalmas és viszkózus tulajdonságokkal is rendelkeznek. Ezek az anyagok eltérően reagálnak az erőhatásokra, a mechanikai viselkedés a terhelés időtartamától és sebességétől függ, mint pl Stuttgarti Egyetem közli.

A viszkoelasztikus polimerek rugalmasabbá és alkalmazkodóbbá teszik új tervezési lehetőségeket a robotok számára. Gyors terhelésnek kitéve rugalmas viselkedést mutatnak, míg lassabb mozgások során viszkózusabb tulajdonságokat fejlesztenek ki. Ezeknek az anyagoknak a fejlesztése során milliméteres léptékű szerkezeti terveket kell készíteni. A kutatóknak meg kell érteniük a viszkoelasztikus deformáció és a mechanikai instabilitás közötti határt is, hogy megvalósíthassák a mechanikus metaanyagokként ismert, célirányosan tervezett szerkezeteket.

A lágy forradalom

A puha robotok fejlesztése egy nagyobb „lágy forradalom” része, amely a robotikát és az elektronikát egyaránt érinti. Ez az új technológia döntő előnyöket kínálhat az ember-számítógép interakcióban, mivel a puha anyagokra támaszkodó robotok jobban tudnak kommunikálni környezetükkel és emberekkel. Különösen ígéretes az olyan anyagok alkalmazása, mint a hidrogélek, amelyek polimer hálózatokban megkötik a vizet. A természetből ismert tulajdonságokat kínálnak, például az agyszövet lágyságát vagy az inak szívósságát. Johannes Kepler Egyetem.

Az olyan kutatók, mint Christoph Keplinger a JKU-n, izom-utánzó működtetőkön dolgoznak, és előrehaladást értek el az öngyógyító mechanizmusok terén. Ezek a technológiák lehetővé teszik a tapintás, hőmérséklet és páratartalom érzékelőkkel felszerelt mesterséges bőr kifejlesztését.

Lágy anyagok a biomedicina kontextusában

A puha anyagokban rejlő lehetőségek a biomedicinára is kiterjednek. Kulcsszerepet játszhatnának a művégtagok és -szervek fejlesztésében mechanikai támogatás nyújtásával és új diagnosztikai eszközök lehetővé tételével. A biomimetikus hidrogél alapú elektronikai és robotikai rendszerek használata drámaian csökkentheti a sérülések kockázatát, különösen katasztrófahelyzetekben.

Az Európai Kutatási Tanács már 1,5 millió eurót fektetett be e témák kutatásába. A fejlesztések gyorsan haladnak, és a 21. század az ehhez hasonló puha anyag koraként vonulhat be a történelembe A Mainzi Egyetem magazinja meghatározza.

Akadémiai képzés a puha anyagok területén

Ennek az irányzatnak a támogatására indult el a Mainz Johannes Gutenberg Egyetemen és a Darmstadti Műszaki Egyetemen a „Lágy anyagok és anyagok” nemzetközi mesterképzés. A program 2023/2024 téli szemeszterében indult, és interdiszciplináris megközelítést követ, amely integrálja a kémiát, a fizikát, az anyagtudományt és a matematikát. Olyan professzorok, mint Regine von Klitzing és Sebastian Seiffert vezetik a programot, amely teljes egészében angol nyelven zajlik, hogy vonzóvá tegye a nemzetközi hallgatókat.

Ez a tanfolyam nemcsak az új tudósok és mérnökök képzéséhez járulhat hozzá, hanem elősegítheti az együttműködést a Rajna-Majna régió iparával, amely aktívan részt vesz a lágy anyagok kutatásában. Ez lefekteti az innovatív megoldások alapjait, amelyek mind a technológiai, mind a társadalmi kihívásokat leküzdhetik.