تحولی جدید در صنعت رباتیک با تولید مواد خود ترمیم شونده

ساخت مواد خود ترمیم شونده با ژلاتین و نمک

محققان مواد خود ترمیم شونده و زیست تخریب پذیری را از ژلاتین و نمک با استفاده از چاپ سه‌بعدی ابداع کرده‌اند که می‌تواند در ساخت دست‌های مصنوعی و دیگر برنامه‌های کاربردی رباتیک نرم به کار برده شود.

این مواد ژله مانند و ارزان‌قیمت که توسط محققان «دانشگاه کمبریج» ساخته شده است، می‌تواند فشار، دما و رطوبت را حس کند. همچنین این مواد بر خلاف ربات‌های خود ترمیم‌کننده قبلی، می‌توانند تا حدی خود را در دمای اتاق ترمیم کنند.

فناوری‌های حسگر نرم می‌توانند رباتیک، رابط‌های لمسی و دستگاه‌های پوشیدنی را در میان سایر کاربردها تغییر دهند. با این حال، بیشتر فناوری‌های حسگر نرم بادوام نیستند و مقادیر زیادی انرژی مصرف می‌کنند.

دیوید هاردمن از دپارتمان مهندسی کمبریج و نویسنده اول این مقاله، می‌گوید: «ادغام حسگرهای نرم در رباتیک این امکان را می‌دهد که اطلاعات بیشتری از ربات‌ها به دست آوریم.»

هاردمن و همکارانش در این مطالعه در زمینه توسعه مواد حسگر نرم و خود ترمیم شونده برای دست‌ها و بازوهای رباتیک فعالیت کرده‌اند. این مواد می‌تواند تشخیص دهد که چه زمانی آسیب دیده‌اند، اقدامات لازم را برای ترمیم موقت خود انجام دهند و سپس کار را از سر گیرند و همه این کارها را بدون نیاز به تعامل انسانی انجام می‌دهند.

دکتر توماس جرج تورتل از دپارتمان مهندسی کمبریج گفت که سال‌ها بر روی مواد خود ترمیم شونده کارکرده‌اند، اما اکنون به دنبال روش‌های سریع‌تر و ارزان‌قیمت‌تری برای ساخت ربات‌های خود ترمیم شونده هستند.

نسخه‌های قبلی ربات‌های خود ترمیم شونده برای ترمیم خود نیاز به گرم کردن داشتند، اما محققان کمبریج اکنون در حال ابداع موادی هستند که می‌توانند در دمای اتاق ترمیم شوند، این ویژگی، مواد یادشده را برای کاربردهای دنیای واقعی مفیدتر می‌کند.

هاردمن گفت: «کار با یک ماده کشسان و مبتنی بر ژلاتین که ارزان‌قیمت، زیست‌تخریب‌پذیر و زیست سازگار است شروع شد و آزمایش‌های مختلفی در مورد نحوه ترکیب حسگرها در مواد با افزودن بسیاری از اجزای رسانا انجام شد.»

محققان دریافتند که چاپ حسگرهای حاوی کلرید سدیم - نمک - به جای جوهر کربن به تولید ماده‌ای با خواصی منجر می‌شود که به دنبال آن بودند. از آنجا که نمک در هیدروژل مملو از آب به صورت محلول است، این محلول یک کانال یکنواخت برای هدایت یونی (حرکت یون‌ها) فراهم می‌کند.

افزودن نمک همچنین حس کشش‌های بیش از سه برابر طول سنسور را فعال می‌کند، به طوری که این ماده را می‌توان در دستگاه‌های رباتیک انعطاف‌پذیر و قابل کشش گنجاند.

ساخت مواد خود ترمیم شونده چه با چاپ سه‌بعدی یا ریخته‌گری ارزان‌قیمت و آسان است. آنها به بسیاری از جایگزین‌های موجود ارجحیت دارند؛ زیرا استحکام و پایداری طولانی‌مدت را بدون خشک شدن نشان می‌دهند و از مواد کاملاً در دسترس و ایمن برای مواد غذایی ساخته شده‌اند.

هیدروژل های خود ترمیم شونده قابلیت خوبی جهت پیوند با مواد مختلف دارند. آن‌ها به راحتی با انواع دیگر روباتیک ترکیب می‌شوند و از همین قابلیت می‌توان در توسعه دست‌های مصنوعی استفاده کرد.

همچنین بخوانید: ربات جدید MIT اجسام را با دیدن و لمس آن ها شناسایی می کند.

منبع: ایرنا