Forscher der Johns Hopkins University haben einen gallertartigen Roboter entwickelt, der kriechen kann und nur durch Temperaturänderungen und ein innovatives Design angetrieben wird. Der neue Roboter trägt dazu bei, dem Bereich der Softrobotik ein höheres Maß an Intelligenz zu verleihen.
Die Forschung wurde in Science Robotics.
David Gracias ist leitender Autor der Forschung und Professor für Chemie-und Biomolekulartechnik an der Johns Hopkins University.
„Es scheint sehr einfach zu sein, aber dies ist ein Objekt, das sich ohne Batterien, ohne Verkabelung, ohne externes Gerät bewegt Stromversorgung jeglicher Art – nur auf das Quellen und Schrumpfen von Gel“, sagte Gracias. „Unsere Studie zeigt, wie die Manipulation von Form, Abmessungen und Mustern von Gelen die Morphologie so einstellen kann, dass sie eine Art Intelligenz für die Fortbewegung verkörpert.“
Neue und aufkommende Robotertechnologien
Die Unfähigkeit, Roboter aus weicheren Materialien herzustellen, stellt ein Hindernis bei der Suche nach menschenähnlichen Robotern sowie biologischen Anwendungen dar. Herkömmliche Roboter bestehen hauptsächlich aus Metall-und Kunststoffrahmen, denen die Flexibilität fehlt, die erforderlich ist, um sich leicht zu manövrieren und gewöhnliche menschliche Bewegungen zu simulieren.
Neue Technologien versuchen, diese Materialien zu optimieren und zu konstruieren, um menschliche Teile besser nachzuahmen, aber es bleibt immer noch ein Bereich, der erheblich verbessert werden könnte. Eine Umstellung auf ein weicheres Material, wahrscheinlich mit einer stärker mechanischen Basis, könnte Türen zu biomedizinischen Fortschritten öffnen. Zusammenarbeit in der Robotik zwischen verschiedenen Disziplinen ist der Schlüssel, um dies zu erreichen.
Wasserbasierte Gele
Eines der vielversprechendsten Materialien für die Softrobotik ist wasserbasierte Gele, von denen Forscher gezeigt haben, dass sie in Reaktion auf die Temperatur quellen oder schrumpfen können und zur Schaffung intelligenter Strukturen verwendet werden können. Das Team von Johns Hopkins zeigte zum ersten Mal, wie das Quellen und Schrumpfen dieser Gele manipuliert werden kann, um Roboter auf flachen Oberflächen zu bewegen oder sie in bestimmte Richtungen kriechen zu lassen.
Die Gelbots wurden durch 3D-Druck hergestellt und Das Team sagt, dass sie einfach in Massenproduktion hergestellt werden könnten. Es gibt viele potenzielle Anwendungen, z. B. die Bewegung auf Oberflächen durch den menschlichen Körper, um gezielte Medikamente abzugeben. Sie könnten auch als Meeresroboter fungieren, indem sie die Meeresoberfläche überwachen und patrouillieren.
Gracias möchte den Gelbots nun beibringen, als Reaktion auf Variationen menschlicher Biomarker und Biochemikalien zu kriechen, sowie andere Formen testen und Kameras einbauen und Sensoren an ihren Körpern.