Ingenjörer skapar adaptivt metamaterial med innovativ design inspirerad av gamla klassiska leksaker.

StockholmForskare vid UCLA har utvecklat ett nytt material som kan ändra form och styvhet genom att justera spänningen i inbyggda snören. Detta avancerade material har många möjliga användningsområden, särskilt inom mjukrobotik och rymdteknik.

UCLA-teamet utvecklade ett nytt material baserat på principen om kordspänning. Detta material består av konformade pärlor som passar ihop och är trädda med snören som kan styras av motorer eller som kan dra åt sig själva. När snörena stramas åt blir kedjan av pärlor stel. Genom att släppa snörena blir materialet flexibelt igen.

Materialet har flera användningsområden:

• Mjuk robotteknik
• Omformningsbara strukturer
• Rymdteknik
• Självmonterande skydd
• Kompakta stötdämpare

En studie i tidskriften "Materials Horizons" visar att detta nya lätta material kan förändras och återanvändas flera gånger. Det är idealiskt för apparater som behöver röra sig upprepade gånger. Materialet kan vikas ihop till en liten storlek för enkel transport och förvaring. När det används blir det mycket styvare och förbättrar sin dämpningsförmåga med 50%.

Denna nya teknik är ett stort framsteg för mjuka robotar. Den gör det möjligt för en robot att justera styvheten i sina lemmar för att röra sig över olika ytor samtidigt som den behåller sin form. Denna förbättring gör robotar mycket mer mångsidiga i olika miljöer.

Läs också:

Idag · 20:17

Ny insikt i marint svavel: oförutsedd kylkraft påverkar klimatmodeller och framtida prognoser

Den justerbara styvheten möjliggör effektivare strukturer i rymduppdrag. Nuvarande rymdhabitat är ofta skrymmande och styva. Det nya materialet kan skapa kompakta, lätta och enkelt utplacerbara strukturer. Detta skulle underlätta transport och montering i rymden avsevärt.

Materialet kan bidra till att förbättra bilar. Fordon med stötdämpare som anpassar sig efter vägunderlaget skulle ge en bekvämare resa och hålla längre. Den justerbara dämpningen kan dessutom öka säkerheten på ojämna vägar.

Jag ser fram emot framtidens smarta design i robotar. Att justera egenskaper som styvhet och dämpning kan få robotar att röra sig mer som människor. Detta skulle vara mycket fördelaktigt i uppgifter som kräver varsam hantering eller snabba justeringar.

Framtida forskning kan undersöka användandet av kulor i olika former och storlekar för att förändra materialets egenskaper. Denna anpassningsbarhet gör det möjligt för metamaterialet att justeras för olika specifika ändamål, vilket utökar dess potentiella användningsområden.

Detta nya material använder sig av principer från traditionella leksaker för avancerade tillämpningar och visar potential inom flera områden.