Roboter, die sich ausschließlich auf ihre eigene Energie verlassen, um sich zu bewegen, sind dank eines Experiments von Forschern der University of Massachusetts Amherst der Realität nur einen Schritt näher gekommen.
Während die Forscher einen Gelstreifen während eines Experiments trocknen sahen, entdeckten sie, wie sie hochmoderne Materialien herstellen können, die sich selbst einrasten und zurücksetzen, wobei sie sich nur auf den Energiefluss aus ihrer Umgebung stützen. Forscher sagen, dass diese Entdeckung das Potenzial hat, Zukunft zu schaffen. Militärroboter die in der Lage sind, ihre eigene Energie abzuleiten möglich.
Die von der US-Armee finanzierte Forschung wurde veröffentlicht in Naturmaterialien .
'Ein weltliches Experiment' führt zu einer Entdeckung
Die Physik der Entdeckung enthüllte sich während eines "weltlichen Experiments", bei dem die Forscher beobachteten, wie ein Gelstreifen trocken wurde. Was sie sahen, führte sie zu einer Entdeckung: Als die innere Flüssigkeit des langen, elastischen Gelstreifens verdampfte, bewegte sich der Streifen.
Die meisten Bewegungen waren eher langsam, aber an bestimmten Stellen beschleunigten sie sich gelegentlich und verursachten Schnappinstabilitäten. Solche schnelleren Bewegungen traten weiterhin auf, da der Streifen mehr von seiner inneren Flüssigkeit verlor.
In weiteren Studien stellten die Forscher fest, dass das Material und die Form des Streifens von Bedeutung sind. Außerdem konnten sich die Streifen zurücksetzen, um ihre Bewegungen fortzusetzen.
Verwenden von Snap-Instabilitäten
Diese Art von Schnappinstabilitäten ist in der Tier- und Pflanzenwelt vorhanden, wobei besonders kleine Tiere spezielle Teile verwenden, die ihnen helfen, sich sehr schnell zu bewegen. Während dies bereits verwendet wurde, um schnelle Bewegungen in kleinen Robotern zu erzeugen, benötigten die meisten von ihnen einen Motor odermenschliches Eingreifen, um sie in Bewegung zu halten.
Um dieses Problem anzugehen, experimentierten die Forscher mit verschiedenen Formen, um herauszufinden, welche sich ohne Motoren oder menschliches Eingreifen wiederholt bewegen könnten.
Das Team konnte zeigen, dass sich die umgeformten Streifen bewegen konnten, und demonstrierte, wie sie selbst Treppen steigen können.
"Diese Lektionen zeigen, wie Materialien kraftvolle Bewegungen erzeugen können, indem sie Interaktionen mit ihrer Umgebung nutzen, z. B. durch Verdunstung, und sie sind wichtig für das Entwerfen neuer Materialien. Roboter insbesondere bei kleinen Größen, bei denen es schwierig ist, Motoren, Batterien oder andere Energiequellen zu haben " sagte Dr. Al Crosby Professor für Polymerwissenschaften und -technik am College of Natural Sciences, UMass Amherst.