La próxima generación de robots que cambian de forma (con video)

La próxima generación de robots que cambian de forma (con video)


11 de marzo de 2022

(Noticias de Nanowerk) Los físicos han descubierto una nueva forma de recubrir robots blandos con materiales que les permiten moverse y funcionar con más propósito. La investigación dirigida por la Universidad de Bath se describe en avances científicos («Elastocapilaridad activa en sólidos blandos con tensión superficial negativa»).

Los autores del estudio creen que su modelado innovador sobre «materia activa» podría marcar un punto de inflexión en el diseño de robots. A medida que evoluciona el concepto, puede ser posible dictar la forma, el movimiento y el comportamiento de un sólido blando no a través de su elasticidad natural, sino a través de la actividad dirigida por el hombre en su superficie. Al envolver una bola flexible (naranja) en una capa de pequeños robots (azul), los investigadores pueden programar su forma y comportamiento. Materia activa: al envolver una pelota elástica (naranja) en una capa de pequeños robots (azul), los investigadores pueden programar su forma y comportamiento. (Imagen: Jack Binysh)

La superficie de un material blando ordinario siempre se contrae en una esfera. Piense en la forma en que el agua se convierte en gotas: la formación de gotas se produce porque la superficie de los líquidos y otros materiales blandos se contraen naturalmente en el área más pequeña posible, es decir, una esfera. Pero la materia activa puede diseñarse para contrarrestar esta tendencia. Un ejemplo de esto sería una pelota de goma envuelta en una capa de nanorobots, con los robots programados para trabajar al unísono para distorsionar la pelota en una nueva forma predeterminada (por ejemplo, una estrella).

La materia activa debe dar lugar a una nueva generación de máquinas cuya función venga desde abajo. En lugar de ser controlados por un controlador central (como los brazos robóticos de hoy en día se controlan en las fábricas), estas nuevas máquinas consistirían en muchas unidades activas individuales que trabajan juntas para determinar el movimiento y la función de la máquina. Esto es similar a cómo nuestros propios tejidos biológicos, como B. las fibras en el músculo cardíaco.

Con esta idea, los científicos podrían diseñar máquinas blandas con brazos hechos de materiales flexibles, impulsadas por robots incrustados en su superficie. También podrían adaptar el tamaño y la forma de las cápsulas de administración de fármacos al recubrir la superficie de las nanopartículas con un material activo reactivo. Esto, a su vez, podría tener efectos dramáticos sobre cómo un fármaco interactúa con las células del cuerpo.

El trabajo sobre la materia activa desafía la suposición de que el costo energético de la superficie de un líquido o sólido blando siempre debe ser positivo, ya que siempre se requiere una cierta cantidad de energía para crear una superficie.

Dr Jack Binysh, primer autor del estudio, dijo: «La materia activa nos permite ver las reglas familiares de la naturaleza, reglas como el hecho de que la tensión superficial debe ser positiva, bajo una nueva luz. Ver lo que sucede cuando rompemos estas reglas y cómo podemos usar los resultados es un lugar emocionante para investigar”.

El autor correspondiente Dr. Anton Souslov agregó: “Este estudio es una importante prueba de concepto y tiene muchas implicaciones útiles. Por ejemplo, las tecnologías futuras podrían dar como resultado robots blandos que sean mucho más suaves y mejores para recoger y manipular materiales delicados”. Al envolver una bola flexible (naranja) en una capa de diminutos robots (azul), los investigadores pueden programar su forma y comportamiento. (Vídeo: Jack Binysh)

Para el estudio, los investigadores desarrollaron una teoría y simulaciones que describían un sólido 3D suave cuya superficie está sujeta a tensiones activas. Descubrieron que estas tensiones activas estiran la superficie del material, arrastrando consigo el sólido subyacente y provocando un cambio de forma global. Los investigadores descubrieron que la forma precisa que toma el sólido se puede adaptar alterando las propiedades elásticas del material.

En la próxima fase de este trabajo, que ya ha comenzado, los investigadores aplicarán este principio general para diseñar robots específicos, como B. brazos blandos o materiales autoflotantes. También observará el comportamiento colectivo, por ejemplo, qué sucede cuando tiene muchos sólidos activos juntos.



Related post

Extracción de oro de los desechos usando gráficos (con video)

Extracción de oro de los desechos usando gráficos (con…

17 de agosto de 2022 (Noticias de Nanowerk) A lo largo de la historia, los alquimistas creyeron en la existencia de…
Materiales 2D para la computación de última generación

Materiales 2D para la computación de última generación

En un comentario compacto publicado en Nature Communications, los investigadores de Graphene Flagship y 2D-EPL describen los campos de aplicación más…
BYD se asocia con Nic.  Grupo Christiansen para vehículos de pasajeros de nuevas energías en Dinamarca

BYD se asocia con Nic. Grupo Christiansen para vehículos…

¡Dinamarca es el mercado más nuevo de BYD en Europa! BYD tiene el nic. Christiansen Group como distribuidor nacional de sus…

Leave a Reply

Tu dirección de correo electrónico no será publicada.