Viitorul roboticii: Materialele moi revoluționează tehnologia!

Viitorul roboticii: Materialele moi revoluționează tehnologia!

Tehnologia roboților s-a dezvoltat rapid în ultimele decenii. Apare o tendință inovatoare care revoluționează utilizarea materialelor moi în robotică. În loc de oțel și aluminiu, roboții moderni moi se bazează pe polimeri vâscoelastici, care au atât proprietăți elastice, cât și vâscoase. Aceste materiale răspund diferit la forță, comportamentul mecanic depinzând de durata și viteza sarcinii, cum ar fi Universitatea din Stuttgart comunică.

Polimerii vâscoelastici deschid noi posibilități de proiectare pentru roboți, făcându-i mai flexibili și adaptabili. Când sunt supuse unei încărcări rapide, ele prezintă un comportament elastic, în timp ce în timpul mișcărilor mai lente dezvoltă proprietăți mai vâscoase. Dezvoltarea acestor materiale vine cu nevoia de a crea modele structurale la scară milimetrică. Cercetătorii trebuie, de asemenea, să înțeleagă granița dintre deformarea vâscoelastică și instabilitatea mecanică pentru a realiza structuri proiectate intenționat cunoscute sub numele de metamateriale mecanice.

Revoluția moale

Dezvoltarea roboților moi face parte dintr-o „revoluție soft” mai mare care afectează atât robotica, cât și electronica. Această nouă tehnologie ar putea oferi avantaje decisive în interacțiunea om-calculator, deoarece roboții care se bazează pe materiale moi pot interacționa mai bine cu mediul și oamenii. Utilizarea materialelor precum hidrogelurile, care leagă apa în rețelele polimerice, este deosebit de promițătoare. Acestea oferă proprietăți care sunt cunoscute din natură, cum ar fi moliciunea țesutului cerebral sau duritatea tendoanelor, relatează. Universitatea Johannes Kepler.

Cercetători precum Christoph Keplinger de la JKU lucrează la actuatori muscular-mimetici și au făcut progrese în mecanismele de auto-vindecare. Aceste tehnologii permit dezvoltarea pielii artificiale echipate cu senzori pentru tactilă, temperatură și umiditate.

Materiale moi în contextul biomedicinei

Potențialul materialelor moi se extinde și la biomedicină. Ele ar putea juca un rol cheie în dezvoltarea membrelor și organelor artificiale, oferind suport mecanic și permițând noi dispozitive de diagnostic. Utilizarea sistemelor electronice și robotice bazate pe hidrogel biomimetic ar putea reduce dramatic riscul de rănire, în special în situații de dezastru.

Consiliul European pentru Cercetare a investit deja 1,5 milioane de euro în cercetare pe aceste teme. Evoluțiile progresează rapid și secolul 21 ar putea intra în istorie ca epoca materiei moale, ca aceasta Revista Universității din Mainz determină.

Pregătire academică în domeniul materialelor moi

Pentru a susține această tendință, la Universitatea Johannes Gutenberg din Mainz și la Universitatea Tehnică din Darmstadt a fost lansat programul internațional de master „Materie moale și materiale”. Programul a început în semestrul de iarnă 2023/2024 și urmează o abordare interdisciplinară care integrează chimia, fizica, știința materialelor și matematica. Profesori precum Regine von Klitzing și Sebastian Seiffert conduc programul, care este predat în întregime în limba engleză pentru a atrage studenții internaționali.

Acest curs ar putea contribui nu numai la formarea de noi oameni de știință și ingineri, ci și să promoveze cooperarea cu industria din regiunea Rin-Main, care este implicată activ în cercetarea în domeniul materialelor moi. Aceasta pune bazele soluțiilor inovatoare care pot depăși provocările atât tehnologice, cât și sociale.