Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Elektronik

En lille blød robot, der efterligner vandmænd

Et team af forskere ved Max Planck Institute for Intelligent Systems har udviklet en blød robot, der effektivt efterligner en lille vandmand. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Naturkommunikation , gruppen beskriver robotten og dens muligheder.

Når robotteknologien udvikler sig, drømmen om at bygge bittesmå robotter, der kan svømme gennem levende organismer, er fortsat et seriøst mål. Sådanne robotter kunne levere medicin, spise tumorer eller overvåge vitale organer. I denne nye indsats, teamet i Tyskland har udviklet et originalt design til en sådan robot baseret på vandmænd.

Vandmænd er ganske yndefulde, når de svømmer. Deres paraplyformede klokker pulserer for at skubbe dem gennem vandet. Deres pulserende gelélignende mesoglea påvirker også vandet omkring dem, især lige under dem. Mens de pulserer, de trækker vand op under deres kroppe, som giver dem mulighed for at fange mad - en egenskab af vandmændene, som forskerne fandt nyttige.

For at oprette en robot, der efterligner en vandmand, forskerne skabte en klokke og krop fra ikke-magnetiske polymerer i form af otte arme. De tilføjede også indlejrede magnetiske partikler i armene. En sidste berøring - en lille boble luft fanget inde i toppen af ​​kroppen for at gøre robotten svævende. Resultatet var en robot (kun tre millimeter i diameter), der i nogle henseender ligner en baby vandmand - en der kan manipuleres ved at anvende et justerbart eksternt magnetfelt.

Svømmefilm af den vandmand-inspirerede bløde robot, som har den samme krops- og lappet-bevægelses-kinematik af de biologiske ephyra-vandmænd (den mest udbredte babymanet). Ud over effektiv og hurtig svømning, denne vandmand kunne realisere mange funktionaliteter ved at producere forskelligartede, kontrollerede fluidstrømme rundt om kroppen ved hjælp af sine magnetiske kompositelastomerlapper, som aktiveres af et eksternt oscillerende magnetfelt. Kredit:Metin Sitti

Forskerne fandt, at robotten kunne fås til at svømme på forskellige måder ved at variere varigheden af ​​de magnetiske udbrud - varierende feltstyrke kunne også bruges til at styre robotten. De fandt også ud af, at den lille robot kunne samle og flytte perler i vandet ved hjælp af den samme teknik, som vandmænd bruger til at fange mad. Det kunne også lokkes til at begrave sig selv i en masse perler eller til at blande farvestoffer placeret i bunden af ​​en vandfyldt tank.

Selektivt transport af perler i to størrelser. Kredit:Ren et al.

Vandmændsrobotterne er endnu ikke klar til at svømme inde i en menneskelig vært, imidlertid, da der stadig er problemet med at styre dem præcist ved hjælp af eksterne magneter.

Burrowing for camouflage og objekt søgning. Kredit:Kredit:Ren et al.
Lokal blanding. Kredit:Ren et al.

© 2019 Science X Network




Varme artikler