Inspirisani morskim krastavcima, inženjeri su dizajnirali minijaturne robote koji brzo i reverzibilno prelaze između tečnog i čvrstog stanja. Pored toga što mogu da menjaju oblik, roboti su magnetni i mogu da provode električnu energiju. Istraživači su robote stavili kroz stazu prepreka pokretljivosti i testova transformacije oblika, objavljeno je 25. januara u časopisu Matter.
Tamo gde su tradicionalni roboti tvrdog tela i kruti, meki roboti imaju suprotan problem: oni su fleksibilni, ali slabi, a njihove pokrete je teško kontrolisati. „Pružanje mogućnosti robotima da prelaze između tečnog i čvrstog stanja daje im više funkcionalnosti“, kaže Chengfeng Pan, inženjer na Kineskom univerzitetu u Hong Kongu koji je vodio studiju.
Tim je stvorio novi materijal za pomeranje faze – nazvan „magnetoaktivna mašina za prelaznu fazu čvrsto-tečnost“ – ugrađivanjem magnetnih čestica u galijum, metal sa veoma niskom tačkom topljenja (29,8 °C).
„Magnetne čestice ovde imaju dve uloge“, kaže viši autor i mašinski inženjer Karmel Majidi sa Univerziteta Karnegi Melon. „Jedan je da oni čine materijal da reaguje na naizmenično magnetno polje, tako da možete, putem indukcije, zagrejati materijal i izazvati promenu faze. Ali magnetne čestice takođe daju robotima mobilnost i mogućnost da se kreću kao odgovor na magnetno polje.“ Video robota koji čisti strani predmet iz stomaka modela. Zasluge: Vang i Pan i dr.
Ovo je u suprotnosti sa postojećim materijalima sa pomeranjem faze koji se oslanjaju na toplotne topove, električne struje ili druge spoljne izvore toplote da bi izazvali transformaciju čvrstog u tečnost. Novi materijal se takođe može pohvaliti izuzetno tečnom tečnom fazom u poređenju sa drugim materijalima koji menjaju fazu, čije su „tečne“ faze znatno viskoznije.
Pre nego što je istražio potencijalne primene, tim je testirao mobilnost i snagu materijala u različitim kontekstima. Uz pomoć magnetnog polja, roboti su preskakali jarke, penjali se na zidove i čak se delili na pola da kooperativno pomeraju druge objekte pre nego što se ponovo spoje. Snimak robota u obliku osobe koji se rastvara da bi pobegao iz kaveza nakon čega se izvlači i vraća u prvobitni oblik. Zasluge: Vang i Pan i dr.
U jednom video snimku, robot u obliku osobe teče da curi kroz mrežu nakon čega se izvlači i ponovo oblikuje u prvobitni oblik.
„Sada guramo ovaj materijalni sistem na praktičnije načine da rešimo neke veoma specifične medicinske i inženjerske probleme“, kaže Pan. Video robota koji unosi lek u model stomaka. Zasluge: Vang i Pan i dr.
Sa biomedicinske strane, tim je koristio robote da ukloni strano telo iz modela želuca i da isporuči lekove na zahtev u isti stomak.
Oni takođe pokazuju kako bi materijal mogao da funkcioniše kao pametni roboti za lemljenje za sklapanje i popravku bežičnih kola (tako što se uvlače u teško dostupna kola i deluju i kao lem i provodnik) i kao univerzalni mehanički „šraf“ za sklapanje delova u teško dostupnim do prostorija (tako što se topi u utičnicu sa navojem i zatim učvršćuje; nije potrebno stvarno šrafljenje.)
„Budući rad bi trebalo dodatno istražiti kako se ovi roboti mogu koristiti u biomedicinskom kontekstu“, kaže Majidi. „Ono što pokazujemo su samo jednokratne demonstracije, dokazi koncepta, ali će biti potrebno mnogo više studija da bi se ušlo u to kako bi se to zapravo moglo koristiti za isporuku lekova ili za uklanjanje stranih predmeta.
