Dieser Roboter weiß, wann er erstochen wurde, und stoppt alles, um zu heilen

Autonom Roboter sind heutzutage das Gesprächsthema der Wissenschaftsstadt, aber ein Team der Cornell University behauptet nun, einen weichen Roboter entwickelt zu haben, der nicht nur Schäden erkennt, sondern sich auch innerhalb von Minuten selbst heilt. Jetzt, die Domäne der Soft-Robotik sind solche scheinbar wundersamen Innovationen nicht fremd. Im Jahr 2021 präsentierten Forscher in Singapur ein Material namens AiFoam – kurz für künstlich innervierten Schaum – mit ähnlichen Eigenschaften. Hergestellt aus einem elastischen Polymer mit oberflächenspannungssenkenden Eigenschaften, können Pads aus dem Material heilen, wenn sie geschnitten werden.

Das Ziel ist es, sie an Roboteranhängen anzubringen, damit sie die allgemeine Abnutzung überstehen. Meta zum Beispiel könnte von solchen Materialien profitieren. Der Tech-Titan arbeitet daran

sein eigenes „künstliches Haut“-Material namens ReSkin das ist ziemlich empfindlich gegenüber äußeren Reizen und macht Roboterglieder weniger ungeschickt. Meta demonstrierte seine Fähigkeiten, indem er Roboterdaumen eine Traube aufheben ließ, ohne sie zu Brei zu zerquetschen. Aber das größte Problem besteht darin, Wahrnehmung und Heilung in ein und demselben Paket zu kombinieren. Eine Gruppe in Cornell scheint den Code geknackt zu haben.

Begrüßen Sie selbstheilende Lichtleiter für die dynamische Erfassung (SHeaLDS), ein System bestehend aus "eine harte, transparente und autonome Selbstheilung" Polymer und optische Wellenleiter, die das können Erkennen Sie eine Oberflächenverletzung und heilen Sie sie, zu. Beginnen wir zuerst mit dem Sensorteil. Roboter sind im Grunde ein Netzwerk aus Drähten, die Signale von einer Region zur anderen senden. Wenn Drähte, die zu den Gliedmaßen führen, beschädigt sind, weiß das Robotergehirn nicht, dass es Verletzungen erlitten hat, die repariert werden müssen. Lichtwellenleiter, die zur Informationsübertragung auf Licht angewiesen sind, können die Informationen auch dann noch übertragen, wenn sie durchtrennt oder durchstochen werden. Diese besondere Art von Lichtwellenleiter wurde bei entwickelt Cornell kann sich auch dehnen und ist maßgeschneidert für die Softrobotik.

Finden, reparieren, alles in Minuten

Der nächste Schritt besteht darin, die Dinge so zu konstruieren, dass dasselbe System seine Umgebung erfassen kann, um verschiedene vorprogrammierte Aufgaben zu erfüllen, und sich bei Bedarf auch selbst heilen kann. Um dies zu erreichen, verband das Team diese speziellen faseroptischen Sensoren mit einem selbstheilenden Polyurethan-Harnstoff (sPUU)-Elastomer. Auf einen vierbeinigen, seesternähnlichen Roboter aufgetragen und mehrfach mit einem Messer eingestochen, heilte sich das System bei Raumtemperatur innerhalb weniger Minuten von selbst. Außerdem es brauchte keine externe Anleitung dazu tun Sie dies. Die Heilung erfolgt auf molekularer Ebene unter Verwendung von Schwefel- und Wasserstoffbrückenbindungen.

Während der Tests stellte das Team fest, dass selbst wenn das beschädigte Teil Wasser ausgesetzt wird, der Großteil seiner Selbstheilungskräfte noch intakt ist. Die Forschungsarbeit, die im veröffentlicht wurde Wissenschaftliche Fortschritte Journal, stellt fest, dass die heilenden Eigenschaften von SHeaLDS durch kontrolliertes Erhitzen verbessert werden können. Es treibt auch die Idee voran, dass Nanopartikel, die eine lichtabhängige Erwärmung ermöglichen, eines Tages in das System eingebettet werden könnten, um den Heilungsprozess zu beschleunigen. Das Endziel ist es, etwas Ähnliches wie die körperliche Intelligenz bei Tieren zu erreichen. Dies schadet der Intelligenz Roboter könnte sich als äußerst hilfreich für erweisen schadensanfällige Szenarien wie die Herstellung von Raumanzügen, Fallschirme für Raumfahrzeuge, Wearables und Maschinen, die in rauen Umgebungen eingesetzt werden.

Quelle: Cornell Chronik, Wissenschaftliche Fortschritte