25. Januar 2023 (Nanowerk-Neuigkeiten) Internationale Forscher haben Legoman-ähnliche Miniaturroboter entworfen, die zwischen flüssigen und festen Zuständen wechseln können, wie eine Art winziger T-1000-Terminator. Das Team führte die magnetischen und leitfähigen Roboter durch einen Hindernisparcours, um ihre Mobilität und ihre Fähigkeiten zur Formveränderung zu testen – Tests umfassten das Springen über Wassergräben, das Klettern an Wänden, das Teilen in zwei Hälften und das kooperative Bewegen von Objekten sowie das Entkommen aus einer winzigen Gefängniszelle. Keine der beteiligten Tests forderte den Roboter auf, John Connor zu töten. Das Team sagt, dass es von Seegurken inspiriert wurde und hofft, dass die Roboter in biomedizinischen Kontexten wie dem Entfernen von Fremdkörpern aus dem Magen oder der direkten Verabreichung von Medikamenten eingesetzt werden könnten. Inspiriert von Seegurken haben Ingenieure Miniaturroboter entworfen, die schnell und reversibel zwischen flüssigen und festen Zuständen wechseln. Die Roboter können nicht nur ihre Form verändern, sondern sind auch magnetisch und können Elektrizität leiten. Die Forscher haben die Roboter in einer in der Zeitschrift veröffentlichten Studie einem Hindernisparcours aus Mobilitäts- und Formwandlungstests unterzogen Materie („Magnetoaktive Flüssig-Fest-Phasenübergangsmaterie“).

[Eingebetteten Inhalt]

Während traditionelle Roboter einen harten Körper und steif sind, haben „weiche“ Roboter das gegenteilige Problem; Sie sind flexibel, aber schwach, und ihre Bewegungen sind schwer zu kontrollieren. „Roboter in die Lage zu versetzen, zwischen flüssigen und festen Zuständen zu wechseln, verleiht ihnen mehr Funktionalität“, sagt Chengfeng Pan, ein Ingenieur an der Chinese University of Hong Kong, der die Studie leitete. Das Team schuf das neue Phasenverschiebungsmaterial, das als „magnetoaktive Fest-Flüssig-Phasenübergangsmaschine“ bezeichnet wird, indem es magnetische Partikel in Gallium, ein Metall mit einem sehr niedrigen Schmelzpunkt (29.8 °C), einbettete. „Die magnetischen Partikel haben hier zwei Rollen“, sagt der leitende Autor und Maschinenbauingenieur Carmel Majidi von der Carnegie Mellon University. „Einer besteht darin, dass sie das Material auf ein magnetisches Wechselfeld ansprechen lassen, sodass Sie das Material durch Induktion erwärmen und die Phasenänderung bewirken können. Aber die Magnetpartikel verleihen den Robotern auch Mobilität und die Fähigkeit, sich als Reaktion auf das Magnetfeld zu bewegen.“ Dies steht im Gegensatz zu bestehenden Phasenverschiebungsmaterialien, die auf Heißluftpistolen, elektrische Ströme oder andere externe Wärmequellen angewiesen sind, um eine Fest-zu-Flüssig-Umwandlung zu induzieren. Das neue Material zeichnet sich außerdem durch eine extrem flüssige Flüssigphase im Vergleich zu anderen Phasenwechselmaterialien aus, deren „flüssige“ Phasen wesentlich zähflüssiger sind. Vor der Erforschung möglicher Anwendungen testete das Team die Mobilität und Stärke des Materials in einer Vielzahl von Kontexten. Mit Hilfe eines Magnetfelds sprangen die Roboter über Wassergräben, kletterten auf Wände und teilten sich sogar in zwei Hälften, um andere Objekte kooperativ zu bewegen, bevor sie sich wieder zusammenschlossen. In einem Video verflüssigt sich ein Roboter, der wie eine Person geformt ist, um durch ein Gitter zu sickern, bevor er seinen Körper reformiert. „Jetzt treiben wir dieses Materialsystem auf praktischere Weise voran, um einige sehr spezifische medizinische und technische Probleme zu lösen“, sagt Pan. Auf der biomedizinischen Seite verwendete das Team die Roboter, um einen Fremdkörper aus einem Modellmagen zu entfernen und Medikamente nach Bedarf in denselben Magen zu verabreichen. Sie demonstrieren auch, wie das Material als intelligente Lötroboter für die Montage und Reparatur von drahtlosen Schaltkreisen (indem es in schwer zugängliche Schaltkreise sickert und sowohl als Lötmittel als auch als Leiter fungiert) und als universelle mechanische „Schraube“ für die Montage von Teilen in schwer zugänglichen Umgebungen funktionieren könnte. erreichbare Räume (durch Einschmelzen in die Gewindebuchse und anschließendes Erstarren; kein eigentliches Schrauben erforderlich.) „Zukünftige Arbeiten sollten weiter untersuchen, wie diese Roboter in einem biomedizinischen Kontext eingesetzt werden könnten“, sagt Majidi. „Was wir zeigen, sind nur einmalige Demonstrationen, Proofs of Concept, aber es sind noch viel mehr Studien erforderlich, um zu untersuchen, wie dies tatsächlich für die Verabreichung von Medikamenten oder zum Entfernen von Fremdkörpern verwendet werden könnte.“

• SEO-gestützte Content- und PR-Distribution. Holen Sie sich noch heute Verstärkung.
• Platoblockkette. Web3-Metaverse-Intelligenz. Wissen verstärkt. Hier zugreifen.
• Quelle: https://www.nanowerk.com/news2/robotics/newsid=62241.php