Im Gegensatz zu herkömmlichen Robotern ahmen weiche Roboter wie dieser die Art und Weise nach, wie sich lebende Organismen bewegen und an ihre Umgebung anpassen.
Labor für Robotik und BiologieSoft-Roboter wie der oben genannte (nicht Teil der aktuellen Studie) können die Art und Weise nachahmen, wie sich lebende Organismen bewegen und anpassen, so wie es starre Roboter nicht können.
Forscher haben nicht nur einen weichen, flexiblen Roboter entwickelt, der in der Lage ist, selbstständig auf seine Umgebung zu reagieren - sie haben dies auch mit der alten Kunst des Origamis getan.
Während es in letzter Zeit einige Durchbrüche gab, war es für Wissenschaftler schwierig, weiche Roboter herzustellen - solche, die aus nachgiebigen Materialien hergestellt wurden, ähnlich wie lebende Organismen strukturiert sind -, die mit ihrer Umgebung interagieren können.
Herkömmliche harte Roboter sind seit langem dazu in der Lage, weil ihre Konstruktion es ihnen ermöglicht, Zentraleinheiten und die dazugehörige Elektronik für die Entscheidungsfindung zu verwenden. Weiche Roboter hingegen haben diesen Vorteil nicht.
Aber ein neues Experiment hat uns einen weichen Roboter gegeben, der auf seine Umgebung reagieren kann.
In diesem Fall bauten die Forscher einen weichen Roboter, der ein Umgebungssignal (Feuchtigkeit) in ein mechanisches Signal (Ausdehnen und Zusammenziehen) für den Roboter umwandeln konnte. Mit anderen Worten, als sich die Luftfeuchtigkeit änderte, bewegte sich der Roboter.
In einer Studie, die am 18. Juni in den Proceedings der National Academy of Sciences veröffentlicht wurde , erklärte das Forscherteam, wie ihr weicher Roboter dank seiner gefalteten Folie aus Polypropylen (einem auf Feuchtigkeit reagierenden Polymer) seine Form änderte und sich basierend auf der Luftfeuchtigkeit in bewegte die Luft:
Die Forscher fanden heraus, dass die Polypropylenfolie (die im Gegensatz zu Papier Wasser absorbieren kann, ohne ihre Form zu verlieren) nach dem Falten schrumpft, wenn sie Feuchtigkeit ausgesetzt wird, und bei Abnahme der Feuchtigkeit aufquillt. In diesem Fall falteten sie das Blatt in eine Origami-Form, die als „Wasserbombe“ bezeichnet wird.
Diese Ergebnisse könnten zu großen Veränderungen in der Art und Weise führen, wie Roboter aus reaktionsfähigen Materialien der Menschheit helfen können.
"Seit ungefähr dem letzten Jahrzehnt interessieren wir uns für reaktionsfähige Materialien wie künstliche Muskeln und Aktuatoren", sagte Dr. Richard Vaia gegenüber All That's Interesting.
Vaia ist der technische Direktor der Abteilung für funktionelle Materialien im Luftwaffenforschungslabor und der Mann, der die Studie geleitet hat. "Es ist die Kombination von Form und Design, die zu einer optimalen Funktion führt", fügte er hinzu.
Instructables Waterbomb Origami Falten
Wenn wir Roboter bauen können, die über Reaktions- und Entscheidungsfähigkeiten in weichen, flexiblen Formen verfügen, wäre dies in der Tat ein optimales Design.
Während die erfolgreichsten harten Roboter mechanisch robust genug sind, um ein in sie eingebautes Nachrichtensystem zu unterstützen (ein gutes Beispiel ist der Curiosity Rover der NASA, der den Mars erforscht und bewertet), haben weiche Roboter einen zusätzlichen Wert, weil sie die Art und Weise lebender Organismen stärker nachahmen bewegen und sich an ihre Umgebung anpassen. Dies bedeutet, dass sie möglicherweise bei Prozessen wie Operationen, Katastrophenhilfe und menschlicher Rehabilitation helfen können.
Im Fall dieser neuen Studie haben sich die Forscher bei der Entwicklung ihrer Roboter tatsächlich von lebenden Organismen inspirieren lassen. Insbesondere untersuchten sie Tintenfische, die in ihren Gliedmaßen Nervensysteme verteilt haben, die Signale an ihr Gehirn übertragen und reflexiv wirken können.
Wenn wir immer ausgefeiltere Roboter bauen können, die genau diese Dinge können, könnte dies der Menschheit unzählige neue Türen öffnen.