Ingenieurs creëren adaptief metamateriaal gesteund op innovatief ontwerp geïnspireerd door klassiek speelgoed

AmsterdamIngenieurs van UCLA hebben een nieuw materiaal ontwikkeld dat van vorm en stijfheid kan veranderen door de spanning van ingebouwde koorden aan te passen. Dit innovatieve materiaal biedt veel mogelijkheden, vooral in de zachte robotica en ruimtevaarttechniek.

Het team van UCLA heeft een innovatief materiaal ontwikkeld dat werkt op basis van koordspanning. Dit materiaal bestaat uit kralen met conische uiteinden die in elkaar passen en zijn geregen met koorden die door motoren kunnen worden aangestuurd of zichzelf kunnen aanspannen. Wanneer de koorden strak worden getrokken, wordt de ketting van kralen stijf. Door de koorden te lossen, wordt het materiaal weer flexibel.

Het materiaal kent diverse toepassingen:

• Zachte robotica
• Hervervormbare structuren
• Ruimtevaarttechniek
• Zelfopbouwende schuilplaatsen
• Compacte schokdempers

Een studie gepubliceerd in het tijdschrift "Materials Horizons" onthult dat dit nieuwe lichtgewicht materiaal meerdere malen kan worden aangepast en opnieuw gebruikt. Het is ideaal voor apparaten die herhaaldelijk moeten bewegen. Het materiaal kan compact worden opgevouwen voor eenvoudig transport en opslag. Bij gebruik wordt het aanzienlijk stijver en verhoogt het zijn dempingsvermogen met 50%.

Deze nieuwe technologie betekent een grote vooruitgang voor zachte robots. Hiermee kan een robot de stijfheid van zijn ledematen aanpassen om over verschillende oppervlakken te bewegen zonder zijn vorm te verliezen. Deze verbetering maakt robots veel veelzijdiger in verschillende omgevingen.

Lees ook:

Vandaag · 18:07

Nieuw onderzoek: hoe overstromingsrisico’s huizenprijzen beïnvloeden en percepties van kopers uitdagen

De verstelbare stijfheid zorgt voor efficiëntere structuren bij ruimtemissies. Huidige ruimtestations zijn vaak log en stijf. Dit nieuwe materiaal maakt het mogelijk om compacte, lichte en gemakkelijk uitvouwbare structuren te creëren. Dit zou het transport en de assemblage in de ruimte aanzienlijk vereenvoudigen.

Dit materiaal kan bijdragen aan betere auto's. Voertuigen met schokdempers die zich aanpassen aan de weg zouden een soepelere rit bieden en langer meegaan. De verstelbare demping kan auto's ook veiliger maken op ruwe wegen.

Ik ben enthousiast over de toekomst van slim ontwerp in robots. Door parameters zoals stijfheid en demping aan te passen, zouden robots zich meer als mensen kunnen bewegen. Dit zou enorm helpen bij taken die zorgvuldige hantering of snelle aanpassingen vereisen.

Toekomstig onderzoek kan zich richten op het gebruik van kralen van verschillende vormen en maten om de eigenschappen van het materiaal te veranderen. Deze flexibiliteit maakt het mogelijk om het metamateriaal aan te passen voor diverse specifieke toepassingen, waardoor de potentiële gebruiksmogelijkheden worden uitgebreid.

Dit nieuwe materiaal past principes van traditionele speelgoed toe voor geavanceerde toepassingen en toont potentieel in diverse sectoren.