Nova generacija robota biće u stanju da menja svoj oblik
Nova generacija robota koja će imati sposobnost promene svog oblika, pomera granice u dizajnu i konceptu same robotike. Fizičari su otkrili novi način oblaganja mekih robota u materijalima koji im omogućavaju da se kreću i funkcionišu na svrsishodniji način. Istraživanje, koje je vodio britanski Univerzitet Bat, opisano je pre neki dan u Science Advances.
Autori studije veruju da bi njihovo revolucionarno modeliranje „aktivne materije“ moglo označiti prekretnicu u dizajnu robota. Sa daljim razvojem koncepta, možda će biti moguće odrediti oblik, kretanje i ponašanje meke čvrste materije ne njenom prirodnom elastičnošću, već ljudskom kontrolom aktivnosti na njenoj površini.
Površina običnog mekog materijala uvek se skuplja u sferu. Zamislite način na koji se voda pretvara u kapljice: Ono nastaje zato što se površina tečnosti i drugog mekog materijala prirodno skuplja na najmanju moguću površinu, tj. sfera. Ali aktivna materija može biti dizajnirana da deluje protiv ove tendencije. Primer ovoga u akciji bi bila gumena lopta koja je umotana u sloj nano-robota, gde su roboti programirani da rade kako bi izobličili loptu u novi, unapred određen oblik (recimo, zvezdu).
Nadamo se da će aktivna materija dovesti do nove generacije mašina čija će funkcija doći odozdo prema gore. Dakle, umesto da njima upravlja centralni kontrolor (način na koji se današnje robotske ruke kontrolišu u fabrikama), ove nove mašine bi bile napravljene od mnogih pojedinačnih aktivnih jedinica koje sarađuju kako bi odredile kretanje i funkciju mašine. Ovo je slično funkcionisanju naših bioloških tkiva, kao što su vlakna u srčanom mišiću.
Koristeći ovu ideju, naučnici bi mogli da dizajniraju meke mašine sa rukama napravljenim od fleksibilnih materijala koje pokreću roboti ugrađeni u njihovu površinu. Takođe bi mogli da prilagode veličinu i oblik kapsula za isporuku lekova, tako što će površinu nanočestica premazati aktivnim materijalom koji reaguje. Ovo zauzvrat može imati dramatičan efekat na to kako lek reaguje sa ćelijama u telu.
Shape-shifting robots from Uniofbath Shared on Vimeo.
Rad na aktivnoj materiji dovodi u pitanje pretpostavku da energetski trošak površine tečnosti ili meke čvrste materije uvek mora biti pozitivan jer je određena količina energije uvek neophodna za stvaranje površine.
Dr Džek Biniš, prvi autor studije, rekao je:
Aktivna materija nas tera da pogledamo poznata pravila prirode, pravila poput činjenice da površinski napon mora biti pozitivan, u novom svetlu. Gledajući šta se dešava ako prekršimo ova pravila, i kako možemo da iskoristimo rezultate, uzbudljivo je mesto za istraživanje.
Autor za dopis dr Anton Souslov je dodao:
Ova studija je važan dokaz koncepta i ima mnogo korisnih implikacija. Na primer, buduća tehnologija bi mogla da proizvede mekane robote koji su daleko mekšiji i bolji u sakupljanju i manipulaciji delikatnim materijalima.
Za studiju, istraživači su razvili teoriju i simulacije koje su opisale 3D meku čvrstu materiju čija površina doživljava aktivna naprezanja. Otkrili su da ovi aktivni naponi proširuju površinu materijala, povlačeći čvrstu materiju ispod sebe, i uzrokujući globalnu promenu oblika. Istraživači su otkrili da se precizan oblik koji usvaja čvrsta materija tada može prilagoditi promenom elastičnih svojstava materijala.
U sledećoj fazi ovog rada, koja je već počela, istraživači će primeniti ovaj opšti princip za dizajniranje specifičnih robota, kao što su meke ruke ili materijali koji sami plivaju. Oni će takođe posmatrati kolektivno ponašanje na primer, šta se dešava kada imate mnogo aktivnih čvrstih materija, spakovanih zajedno.
