Weiche Roboter können es sein die Zukunft, aber da sind Herausforderungen mit ihrem Einsatz. Manche Anwendungen erfordern steifes Material, das seine Form behält, und weiche Materialien reichen einfach nicht aus. Jetzt sind Wissenschaftler der Bewältigung dieser Herausforderung einen Schritt näher gekommen, indem sie weiche Roboter entwickelt haben, die sich in feste Formen umkonfigurieren lassen.
Dabei entstehen Roboter aus einem Polymer, in das winzige Eisenpartikel eingebettet sind, die es magnetisch machen. Meistens ist das Material fest und behält seine Form. Erhitzt man es jedoch mit dem Licht einer LED, wird es biegsam und lässt sich in verschiedene Formen umgestalten. Und sobald sie in dieser biegsamen Form sind, können die Roboter durch Anlegen eines Magnetfelds gesteuert werden. Um die Form zu „fixieren“, entfernen die Wissenschaftler einfach das LED-Licht.
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„Wir freuen uns besonders über die Rekonfigurierbarkeit“, sagte Joe Tracy, Professor für Materialwissenschaft und Werkstofftechnik an der North Carolina State University und Mitautor des Artikels, in einem Stellungnahme. „Durch die Entwicklung der Materialeigenschaften können wir die Bewegung des Softroboters aus der Ferne steuern; wir können es dazu bringen, eine bestimmte Form beizubehalten; Wir können den Roboter dann wieder in seine ursprüngliche Form bringen oder seine Bewegung weiter modifizieren. und wir können dies wiederholt tun. All diese Dinge sind im Hinblick auf den Nutzen dieser Technologie in biomedizinischen oder Luft- und Raumfahrtanwendungen wertvoll.“
Die Wissenschaftler testeten die Roboter und fanden heraus, dass sie zu „Greifern“ konfiguriert werden könnten, die Objekte anheben und bewegen, oder zu „Blumen“ mit Blütenblättern, die sich falten und biegen lassen.
„Wir sind nicht auf binäre Konfigurationen beschränkt, etwa dass ein Grabber entweder offen oder geschlossen ist“, sagt Jessica Liu, eine Doktorandin. Student und Hauptautor der Arbeit, erklärt. „Wir können das Licht steuern, um sicherzustellen, dass ein Roboter an jedem Punkt seine Form behält.“
Der nächste Schritt für die Forscher besteht darin, das Material zu optimieren, aus dem die Softroboter bestehen. Wenn es ihnen gelingt, Polymere herzustellen, die bei unterschiedlichen Temperaturen reagieren, können sie die Roboter in verschiedenen Umgebungen einsetzen.
Die Ergebnisse werden in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaftliche Fortschritte.
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