Selbstheilende Soft-Robotik, die links ein Messer und rechts einen Kaktus hält SCHERO
Da besteht kein Zweifelselbstheilende Materialien haben viele Vorteile. Einer der bemerkenswertesten ist in der Entwicklung von realistischen künstlichen Händen und anderen Soft-Robotik-Anwendungen.
Als Teil des SHERO-Projekts haben Forscher der University of Cambridge jetzt kostengünstige Salz- und Gelatinematerialien hergestellt, die Belastung, Temperatur und Feuchtigkeit durch weiche Sensoren erfassen und sich bei Raumtemperatur selbst reparieren können, laut einer veröffentlichten Erklärung von der Institution Freitag.
Der Durchbruch wird den Bereich der Robotik und vielleicht noch einige andere Branchen revolutionieren.
Selbstheilende Materialien
„Durch die Integration weicher Sensoren in die Robotik können wir viel mehr Informationen von ihnen erhalten, z. B. wie die Belastung unserer Muskeln es unserem Gehirn ermöglicht, Informationen über den Zustand unseres Körpers zu erhalten“, sagte David Hardman vom Cambridge Department of Engineering in der Erklärung, der Erstautor des Papiers.
Diese neuen Materialien unterscheiden sich von ihren früheren Gegenstücken, da sie nicht erhitzt werden müssen, um sich selbst zu heilen. Sie können auch autonom ohne menschliches Eingreifen erkennen, wenn sie beschädigt sind, sich vorübergehend selbst heilen und dann ihrefrühere Aktivitäten.
Günstig und einfach herzustellen
In ihrer Arbeit verwendeten die Forscher Drucksensoren, die Natriumchlorid Salz anstelle von Kohletinte enthalten, was das Ergebnis bedeutet Materialien sind billig und einfach herzustellen entweder durch 3D-Druck oder Gießen. Sie sind auch besser als viele bestehende Alternativen aufgrund ihrer Festigkeit und Stabilität und ihrer Fähigkeit, lange zu halten, ohne auszutrocknen.
Nicht zuletzt bestehen sie aus leicht zu findenden, lebensmittelechten Materialien.
„Es ist ein wirklich guter Sensor, wenn man bedenkt, wie billig und einfach er herzustellen ist“, sagte Co-Autor Dr. Thomas George-Thuruthel, ebenfalls vom Department of Engineering. „Wir könnten einen ganzen Roboter aus Gelatine bauen und die Sensoren dort drucken, wo wir sie brauchen.“
Da sich die Materialien so gut mit einer Vielzahl unterschiedlicher anderer Materialien verbinden, können sie problemlos in viele Arten von Robotern integriert werden. Die Forscher untersuchen nun weitere Verwendungsmöglichkeiten für die selbstheilenden Materialien wie künstliche Haut und tragbar.
Die Studiewurde veröffentlicht im Tagebuch NPG-Asien-Materialien.
Studienzusammenfassung:
Soft-Sensing-Technologien haben das Potenzial, tragbare Geräte, haptische Schnittstellen und Robotersysteme zu revolutionieren. Aufgrund ihrer geringen Widerstandsfähigkeit, ihres hohen Energieverbrauchs und ihrer omnidirektionalen Belastungsempfindlichkeit gibt es jedoch zahlreiche Herausforderungen beim Einsatz dieser Geräte. Diese Arbeit berichtetdie Entwicklung eines vielseitigen ionischen Gelatine-Glycerol-Hydrogels für Soft-Sensing-Anwendungen.Das resultierende Sensorgerät ist kostengünstig und einfach herzustellen, bei Raumtemperaturselbstheilend, kann Dehnungen von bis zu 454 % aushalten und ist über einen langenZeitraum stabil, und ist biokompatibel und biologisch abbaubar. Dieses Material ist ideal für Dehnungsmessanwendungen, mit einem linearen KorrelationskoeffizientenR2 = 0,9971 und einen druckunempfindlichen Leitungsmechanismus. Die experimentellen Ergebnisse zeigen die Anwendbarkeit von ionischen Hydrogelen für tragbare Geräte und Soft-Roboter-Technologien zur Dehnungs-, Feuchtigkeits- und Temperaturerfassung, während sie sich bei Raumtemperatur teilweise selbst heilen können.