Klo-maskin aktiverad av ånga visar avancerad potential hos mjuka robotar

StockholmForskare vid King Abdullah University of Science and Technology i Saudiarabien har utvecklat en liten maskin som reagerar på kemiska ångor. Denna nya maskin kan plocka upp och släppa en boll i storleken av en kula. Den kan utföra olika uppgifter utan att behöva dyra material. Upptäckten publicerades den 12 juli i tidskriften Chem.

Mjuka ställdon har oftast bara möjlighet att utföra en sorts rörelse, som att böja, sträcka eller vrida sig. Denna enhet utmärker sig eftersom den kan både böja och sträcka sig när den utsätts för ånga. Dessa egenskaper gör den unik.

• Reagerar på olika ångor.
• Kan greppa och släppa objekt.
• Tillverkad av en polymermatris med molekylära burar.
• Använder den organiska föreningen urea.
• Bildar flera vätebindningar.

När maskinen kommer i kontakt med acetonångor, plockar dess klo upp en röd bomullsboll och sträcker sig för att placera den i en låda. Vid kontakt med etanolångor tar den bomullsbollen ur lådan. Till skillnad från metall- eller plastanordningar är denna klomaskin flexibel och kan utföra olika uppgifter. Denna anpassningsförmåga är viktig för användningar inom precisionsjordbruk, djuphavssökningar och bärbar teknik.

Nyckeln till denna enhet ligger i dess material. Polymerens molekylära struktur består av urea. Urea kan ändra form eftersom det kan bilda många vätebindningar. Detta möjliggör exakt kontroll över materialets egenskaper. Forskare kan programmera in komplexa rörelser i aktuatorn genom att justera typen och mängden av ånga.

Läs också:

Idag · 09:53

Avkoda pronomen: hjärnans roll i minne avslöjad

Dr. Niveen M. Khashab, professor i kemi vid KAUST, ledde forskningen. Hon förklarade att materialet kan ändra form på grund av molekylära interaktioner, vilket är mycket avancerat med tanke på dess storlek. Denna förmåga har inte observerats tidigare. Enheten rörde sig på ett komplext sätt, vilket innefattade böjning, sträckning och att återgå till sin ursprungliga form.

Forskarna kommer nästa gång att undersöka hur effektivt klo-maskinen använder energi. De kommer att kontrollera dess förmåga att generera elektriska signaler. Detta kan hjälpa till att utveckla flexibla bärbara elektroniska enheter. Deras mål är att förbättra prestandan hos aktuatorn.

Denna forskning kan leda till mer anpassningsbara och mångsidiga robotar. Användningen av enkla material för att utföra komplexa uppgifter är av stor betydelse. Det skulle kunna leda till nya framsteg inom områden som medicintekniska apparater och industriell automation. Vi kan förvänta oss mer effektiva, kostnadseffektiva och flexibla robotar. Denna klo-maskin är en lovande utveckling inom mjukrobotik.

Kung Abdullahs universitet för vetenskap och teknologi (KAUST) finansierade denna forskning.