Dampfgesteuerte Greifmaschine zeigt fortschrittliches Potenzial in der weichen Robotik

BerlinWissenschaftler der King Abdullah Universität für Wissenschaft und Technologie in Saudi-Arabien haben eine innovative kleine Maschine entwickelt, die auf chemische Dämpfe reagiert. Diese Maschine ist in der Lage, eine Kugel in der Größe einer Murmel aufzuheben und wieder abzulegen und kann verschiedene Aufgaben ohne teure Materialien ausführen. Die Entdeckung wurde am 12. Juli in der Zeitschrift Chem veröffentlicht.

Maschine erkennt chemische Dämpfe und führt Aufgaben aus

Weiche Aktuatoren können normalerweise nur eine Bewegungsart ausführen, wie Biegen, Strecken oder Verdrehen. Dieses Gerät sticht hervor, da es sowohl biegen als auch strecken kann, wenn es Dampf ausgesetzt wird. Diese Eigenschaften machen es einzigartig.

• Reagiert auf verschiedene Dämpfe.
• Kann Objekte greifen und loslassen.
• Besteht aus einer Polymermatrix mit molekularen Käfigen.
• Verwendet die organische Verbindung Harnstoff.
• Bildet mehrere Wasserstoffbrücken.

Bei Kontakt mit Acetondampf hebt die Maschine eine rote Baumwollkugel auf und streckt ihren Greifer, um sie in eine Box zu legen. Bei Ethanol-Dampf wird die Kugel wieder aus der Box genommen. Im Gegensatz zu Metall- oder Kunststoffgeräten ist diese Maschine flexibel und vielseitig einsetzbar. Diese Anpassungsfähigkeit ist entscheidend für Anwendungen in der Präzisionslandwirtschaft, Tiefseeerkundungen und tragbarer Technologie.

Der Schlüssel zu diesem Gerät liegt in seinem Material. Das Polymer besteht aus molekularen Strukturen, die Harnstoff enthalten. Harnstoff kann seine Form ändern, da er viele Wasserstoffbrückenbindungen eingehen kann. Dadurch ist eine präzise Steuerung der Materialeigenschaften möglich. Forscher können komplexe Bewegungen im Aktor programmieren, indem sie die Art und Menge des Dampfes anpassen.

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Dr. Niveen M. Khashab, Professorin für Chemie an der KAUST, leitete die Forschung. Sie erklärte, dass das Material aufgrund molekularer Interaktionen seine Form verändern kann, was für seine geringe Größe äußerst fortschrittlich ist. Diese Fähigkeit wurde bisher noch nicht beobachtet. Das Gerät bewegte sich auf komplexe Weise, einschließlich Biegens, Dehnens und Zurückkehrens in seine ursprüngliche Form.

Die Forscher werden als nächstes untersuchen, wie effizient der Greifautomat Energie nutzt. Sie werden seine Fähigkeit zur Erzeugung elektrischer Signale prüfen. Dies könnte zur Entwicklung flexibler tragbarer elektronischer Geräte beitragen. Ihr Ziel ist es, die Leistung des Aktuators zu verbessern.

Diese Forschung könnte zu anpassungsfähigeren und vielseitigeren Robotern führen. Der Einsatz einfacher Materialien zur Erfüllung komplexer Aufgaben ist von großer Bedeutung. Dies könnte zu neuen Entwicklungen in Bereichen wie Medizintechnik und industrieller Automatisierung führen. Möglicherweise sehen wir effizientere, kostengünstigere und flexiblere Roboter. Dieser Greifarm ist ein vielversprechender Fortschritt in der weichen Robotik.

Die King Abdullah Universität für Wissenschaft und Technologie (KAUST) hat diese Forschung finanziert.