Soft tactile logic tech distribuerer beslutningstagning gennem strækbart materiale

Inspireret af blæksprutter, forskere har udviklet en struktur, der fornemmer, beregner og reagerer uden centraliseret behandling - skaber en enhed, der ikke er en robot og ikke en computer, men har egenskaber ved begge. Den nye teknologi lover godt til brug i en række forskellige applikationer, fra blød robotik til proteser.

"Vi kalder dette 'blød taktil logik, 'og har udviklet en række prototyper, der demonstrerer dens evne til at træffe beslutninger på materielt niveau - hvor sensoren modtager input - frem for at stole på en centraliseret, halvlederbaseret logik system, "siger Michael Dickey, co-tilsvarende forfatter til et papir om arbejdet og Alcoa professor i kemisk og biomolekylær teknik ved North Carolina State University.

"Vores tilgang var inspireret af blæksprutter, som har en centraliseret hjerne, men har også betydelige neuronstrukturer i hele deres arme. Dette øger muligheden for, at armene kan 'træffe beslutninger' baseret på sensorisk input, uden direkte instruktion fra hjernen. "

Kernen i de bløde, taktile logiske prototyper er en fælles struktur:pigmenter, der ændrer farve ved forskellige temperaturer, blandet til en blød, strækbar silikone form. At pigmenteret silikone indeholder kanaler, der er fyldt med metal, der er flydende ved stuetemperatur, effektivt at skabe et squishy wire nervesystem.

Ved at trykke eller strække silikonen deformeres det flydende metal, som øger sin elektriske modstand, hæve temperaturen, når strømmen passerer igennem den. Den højere temperatur udløser farveændringer i de omgivende temperaturfølsomme farvestoffer. Med andre ord, den overordnede struktur har et indstilleligt middel til at mærke berøring og belastning.

Forskerne udviklede også bløde, taktile logiske prototyper, hvor den samme handling - deformering af det flydende metal ved berøring - omfordeler elektrisk energi til andre dele af netværket, får materialet til at ændre farver, aktivering af motorer eller tænding af lys. Ved at røre silikonen ét sted skabes et andet svar end at røre ved to pletter; på denne måde, systemet udfører simpel logik som reaktion på berøring.

"Dette er et bevis på konceptet, der demonstrerer en ny måde at tænke på, hvordan vi kan konstruere beslutningstagning til bløde materialer, "Siger Dickey.

"Der er levende organismer, der kan træffe beslutninger uden at stole på en stiv centraliseret processor. Efterligne det paradigme, vi har vist materialebaseret, distribueret logik ved hjælp af helt bløde materialer. "

Forskerne undersøger i øjeblikket måder at lave mere komplekse bløde kredsløb, inspireret af de sofistikerede sensorer og aktuatorer, der findes i biologiske systemer.

Papiret, "Materialer taktil logik via innerverede bløde termokrome elastomerer, "er offentliggjort i tidsskriftet Naturkommunikation .