روبات های نرم: دستگاهی به شکل ماکارونی بدون قطعات متحرک می تواند در پیچ و خم ها حرکت کند

روبات های نورد لاستیکی نرم می توانند انرژی گرمایی را جمع آوری کرده و از آن برای چرخش در سطوح مختلف و حتی فرار از هزارتوها استفاده کنند.

توسط متیو اسپارکس

ربات‌های نرم بدون موتور، باتری یا کامپیوتر می‌توانند روی طیف وسیعی از سطوح غلت بزنند و با جمع‌آوری انرژی گرمایی و تبدیل آن به حرکت، از هزارتوهای ساده فرار کنند.

Jiyin و همکارانش در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی یک دستگاه مارپیچ از یک مستطیل باریک از یک ماده لاستیک مانند آغشته به کریستال های مایع ساختند. هنگامی که روی سطحی قرار می گیرد که تا دمای حداقل 55 درجه سانتیگراد گرم می شود، مناطقی از ربات که در تماس با سطح هستند گرم شده و منبسط می شوند، در حالی که مناطق دیگر ثابت می مانند. این باعث یک حرکت پیچشی می شود که دستگاه را با سرعت 3.8 میلی متر در ثانیه می چرخاند.

اگرچه این ربات هیچ توانایی حسابی ندارد، اما می تواند کارهای نسبتاً پیچیده ای مانند پیمایش در هزارتوها را انجام دهد. هنگامی که یک ربات نرم به مانعی برخورد می کند، جهت آن کمی تغییر می کند و گاهی اوقات می تواند به حرکت خود ادامه دهد. اگر این کار انجام نشود، تا زمانی که کشش دستگاه تغییر کند، به فشار بر روی مانع ادامه می دهد و باعث می شود که شکل آن به سرعت از یک قوس در یک جهت به یک قوس در جهت مخالف تغییر کند. این باعث می شود که در جهت مخالف بغلتد.

این دو توانایی به این معنی است که وقتی در یک پیچ و خم قرار می‌گیرد، هنگام برخورد با موانع، برخورد از سطحی به سطح دیگر، و در نهایت با وجود نداشتن کنترل هوشمند، مسیر خود را به طور مداوم تغییر می‌دهد.

در آزمایشات، این ربات نرم توانست روی سطوح صاف و همچنین شن و ماسه غلت بخورد. حتی می تواند شیب های سبک مانند تپه های شنی را با زاویه 15 درجه با افقی اداره کند. این ربات که 12 سانتی متر طول و 0.36 گرم وزن داشت، توانایی هل دادن یک استوانه آلومینیومی به وزن 0.3 گرم را نیز داشت.

یین می‌گوید که قابلیت‌های این روبات‌های نرم با «هوش مواد» محدود می‌شود – روش‌های متفاوتی که مواد تازه کشف‌شده می‌توانند به محرک‌هایی مانند گرما یا نور واکنش نشان دهند – و «هوش ساختاری»، که راهی است که طرح‌های بی‌جان می‌توانند از آن بهره ببرند. بازخورد اینها برای ایجاد رفتارهای پیچیده هستند.

او می‌گوید: «بدون هر دوی آنها، کار نمی‌کند. “این مرد شبیه یک ربات نیست، اما عملکرد او مانند یک ربات است. ما نشان می دهیم که تنها با یک لمس ساده می توانید به چنین چیزهای جالبی دست پیدا کنید. و اگر آن شخص را پیچیده تر کنید، مانند یک ساختار سه بعدی پیچیده تر، من فکر می کنم می تواند توانایی های پیشرفته تر را تشویق کند.”

یین معتقد است که این فناوری می تواند برای ایجاد ربات های ارزان قیمتی که می توانند محیط ها را کاوش کنند و حسگرها را بخوانند، استفاده شود و می تواند در مقیاس میکروسکوپی برای استفاده در بدن انسان ساخته شود.

مرجع مجله: PNASDOI: 10.1073/pnas.2200265119