Robotikos ateitis: minkštos medžiagos kelia revoliuciją technologijose!

Robotikos ateitis: minkštos medžiagos kelia revoliuciją technologijose!

Per pastaruosius kelis dešimtmečius robotų technologijos sparčiai vystėsi. Atsiranda naujoviška tendencija, kuri sukelia revoliuciją minkštųjų medžiagų naudojimui robotikoje. Vietoj plieno ir aliuminio šiuolaikiniai minkšti robotai remiasi viskoelastiniais polimerais, kurie turi ir elastingumo, ir klampumo savybių. Šios medžiagos skirtingai reaguoja į jėgą, o mechaninis elgesys priklauso nuo apkrovos trukmės ir greičio, pvz Štutgarto universitetas bendrauja.

Viskoelastingi polimerai atveria naujas robotų projektavimo galimybes, nes jie tampa lankstesni ir pritaikomi. Greitai apkraunant, jie pasižymi elastingumu, o lėtesnių judesių metu sukuria klampesnes savybes. Kuriant šias medžiagas, reikia kurti milimetrų skalės konstrukcinius projektus. Tyrėjai taip pat turi suprasti ribą tarp viskoelastinės deformacijos ir mechaninio nestabilumo, kad būtų galima realizuoti tikslingai sukurtas struktūras, žinomas kaip mechaninės metamedžiagos.

Minkštoji revoliucija

Minkštųjų robotų kūrimas yra didesnės „minkštosios revoliucijos“, turinčios įtakos ir robotikai, ir elektronikai, dalis. Ši nauja technologija gali suteikti lemiamų pranašumų žmogaus ir kompiuterio sąveikoje, nes robotai, kurie remiasi minkštomis medžiagomis, gali geriau sąveikauti su aplinka ir žmonėmis. Ypač daug žada naudoti tokias medžiagas kaip hidrogeliai, surišantys vandenį polimeriniuose tinkluose. Jie siūlo savybes, kurios žinomos iš gamtos, pavyzdžiui, smegenų audinio minkštumas ar sausgyslių tvirtumas, pranešama. Johaneso Keplerio universitetas.

Tyrėjai, tokie kaip Christophas Keplingeris iš JKU, dirba su raumenis imituojančiomis pavaromis ir padarė pažangą savęs gijimo mechanizmų srityje. Šios technologijos leidžia sukurti dirbtinę odą, aprūpintą jautrumo, temperatūros ir drėgmės jutikliais.

Minkštos medžiagos biomedicinos kontekste

Minkštų medžiagų potencialas taip pat apima biomediciną. Jie galėtų atlikti pagrindinį vaidmenį kuriant dirbtines galūnes ir organus, teikdami mechaninę paramą ir įgalindami naujus diagnostikos prietaisus. Biomimetinių hidrogelio pagrindu pagamintų elektronikos ir robotikos sistemų naudojimas gali žymiai sumažinti sužalojimo riziką, ypač nelaimės atveju.

Europos mokslinių tyrimų taryba į šių temų tyrimus jau investavo 1,5 mln. Vystymasis sparčiai progresuoja ir XXI amžius gali įeiti į istoriją kaip minkštosios medžiagos amžius, kaip šis Mainco universiteto žurnalas nustato.

Akademinis mokymas minkštųjų medžiagų srityje

Siekiant palaikyti šią tendenciją, Mainco Johanneso Gutenbergo universitete ir Darmštato technikos universitete pradėta vykdyti tarptautinė magistrantūros programa „Minkštos medžiagos ir medžiagos“. Programa pradėta vykdyti 2023/2024 m. žiemos semestrą ir vadovaujasi tarpdalykiniu požiūriu, apimančiu chemiją, fiziką, medžiagų mokslą ir matematiką. Profesoriai, tokie kaip Regine von Klitzing ir Sebastian Seiffert, vadovauja programai, kuri dėstoma tik anglų kalba, kad patiktų tarptautiniams studentams.

Šis kursas galėtų ne tik prisidėti prie naujų mokslininkų ir inžinierių rengimo, bet ir skatinti bendradarbiavimą su Reino-Maino regiono pramone, kuri aktyviai dalyvauja moksliniuose tyrimuose minkštųjų medžiagų srityje. Tai sudaro pagrindą novatoriškiems sprendimams, kurie gali įveikti tiek technologinius, tiek socialinius iššūkius.