Van plat naar 3D: mini-robot van Cornell transformeert en kruipt met elektrische lading

AmsterdamOnderzoekers aan de Cornell Universiteit hebben een piepkleine robot ontwikkeld die plat begint maar in verschillende 3D-vormen kan veranderen en bewegen als hij een elektrische lading krijgt. Deze robots, die kleiner zijn dan 1 millimeter, maken gebruik van kirigamitechnieken, waarbij specifieke sneden worden gemaakt om vouwen mogelijk te maken. Hun vermogen om van vorm te veranderen komt voort uit een nieuw ontwerp dat vele kleine panelen van siliciumdioxide gebruikt, die verbonden zijn door zeer dunne, beweegbare scharnieren.

Belangrijkste Kenmerken:

• Hexagonale metasheetstructuur
• Ongeveer 100 panelen van siliciumdioxide
• Meer dan 200 scharnieren, elk ongeveer 10 nanometer dun
• Elektrochemische activering via externe draden
• Tot wel 40% uitzetting en inkrimping

Deze nieuwe robots kunnen van vorm veranderen, in tegenstelling tot de meeste huidige robots die vaste vormen hebben. Deze flexibiliteit maakt ze geschikt voor diverse taken. Zo kunnen ze bijvoorbeeld van grote waarde zijn bij ingewikkelde medische ingrepen of in materialen die moeten aanpassen voor de lucht- en ruimtevaarttechniek.

Het lab van Cohen heeft eerder gewerkt aan kleine robotsystemen die water verplaatsen en pompen met behulp van kunstmatige haartjes. Deze projecten hebben bijgedragen aan de ontwikkeling van de nieuwe kirigami-robots. Deze geavanceerde robots zouden uiteindelijk beter kunnen presteren dan de oude modellen dankzij hun vermogen om van vorm te veranderen en uitdagendere taken uit te voeren. Hun flexibiliteit stelt hen ook in staat om zich aan te passen aan verschillende terreinen door hun vorm naar behoefte te wijzigen.

Lees ook:

Vandaag · 04:18

Tijdelijke krachten voeden vulkanen op Jupiters maan Io

Het team is van plan om meer geavanceerde metasheet-technologie te ontwikkelen. Door elektronische besturingselementen toe te voegen, zouden ze materialen kunnen creëren die zowel rekbaar als elektronisch zijn. Deze nieuwe materialen zouden sneller kunnen reageren op prikkels en acties uitvoeren zoals wegbewegen van gevaar of weerstand bieden tegen druk. Deze ingebouwde intelligentie kan grote veranderingen teweegbrengen in verschillende sectoren.

De mogelijkheden zijn enorm. Stel je voor: kleine machines die zichzelf kunnen aanpassen aan hun omgeving, of miniatuur medische apparaten die efficiënter door het menselijk lichaam bewegen. Deze robots zouden ook in de bouw kunnen worden ingezet, waarbij ze van vorm veranderen om verschillende ladingen aan te kunnen of snel reageren op schokken.

Door materialen te ontwikkelen die energie uit licht kunnen halen en reageren op verschillende omstandigheden, staan we op het punt om geavanceerde materialen met nieuwe mogelijkheden te creëren. Deze vooruitgang kan leiden tot een toekomst waarin materialen en machines moeilijk van elkaar te onderscheiden zijn, wat nieuwe kansen opent voor wetenschap en techniek.