27.5.2024

Publication-X

"in tenebris moderni diei, solum bellum est"

Terminator-tyylinen synteettinen pinnoite roboteille jäljittelee ihmisen ihoa ja osaa parantaa itsensä

3 min read
Terminator-tyylinen synteettinen pinnoite roboteille jäljittelee ihmisen ihoa ja osaa parantaa itsensä

Pikalinkki tähän artikkeliin: https://publication-x.com/9ofs

Jos olet nähnyt  Terminator- elokuvat, muistat todennäköisesti pelottavat robotit, jotka pystyivät korjaamaan itsensä hirvittävien vammojen jälkeen. Nyt tosielämän tutkijat ovat kehittäneet roboteille synteettisen ihon, joka “parantaa” itsestään ja jolla on ihmisen kaltainen kosketusaisti. Tutkijat sanovat, että tämä materiaali voisi mahdollisesti saada ihmiset viihtymään tekoälyn kanssa kodeissa ja työpaikoilla. Se voi myös edistää realistisempien humanoidirobottien kehittämistä.

“Olemme saaneet aikaan sen, mitä uskomme olevan ensimmäinen monikerroksisen ohutkalvosensorin esittely, joka kohdistuu automaattisesti uudelleen paranemisen aikana “, sanoo Ph.D. ehdokas Chris Cooper, tutkimuksen toinen kirjoittaja, tiedotteessa . “Tämä on kriittinen askel kohti ihmisihon jäljittelemistä, sillä siinä on useita kerroksia, jotka kaikki kootaan uudelleen oikein paranemisprosessin aikana.”

Ihmisen iholla on poikkeuksellisia ominaisuuksia, kuten lämpötilan, paineen ja rakenteen aistiminen, toistuva venyminen ja palautuminen, ja se toimii suojaavana esteenä ympäristöuhkia vastaan. Stanfordin yliopiston tutkijat pyrkivät toistamaan nämä ominaisuudet käyttämällä kerrostettuja synteettisiä materiaaleja.

”Se on pehmeä ja joustava. Mutta jos puhkaiset sen, viipaloit tai leikkaat sen, jokainen kerros paranee valikoivasti itsensä kanssa palauttaakseen yleisen toiminnan. Aivan kuten oikea iho”, selittää toinen kirjoittaja tohtori Sam Root.

Syvyysprofiloitu digitaalinen mikroskooppivalokuva 5-kerroksisesta vuorottelevasta laminaattikalvosta, joka koostuu sekoittumattomista dynaamisista polymeerikalvoista, jotka on vaurioitunut, kohdistettu itsenäisesti, parantuneet itsestään ja sitten vedetty erilleen ei-itseparaantuvan kohteen päällä (näyttääkseen kalvon sijainnin vahingoittaa).

Tiimi pyrkii kehittämään monikerroksisen synteettisen ihon, jonka jokainen kerros on alle mikronin ohut. 10 tai useamman kerroksen pino ei olisi paksumpi kuin paperiarkki.

“Raportoimme ensimmäisestä monikerroksisesta itsekorjautuvasta synteettisestä elektronisesta ihosta vuonna 2012 Nature Nanotechnologyssa. Siitä lähtien ympäri maailmaa on ollut paljon kiinnostusta monikerroksisen synteettisen ihon etsimiseen”, toteaa johtava kirjoittaja, professori Zhenan Bao.

Nykyinen tutkimus edustaa merkittävää edistystä tieteessä ja robotiikassa. Synteettiset ihokerrokset tunnistavat itsensä ja linjaavat toistensa kanssa palauttaen toimivuuden parantuessaan. Nykyiset versiot vaativat edelleen ihmisten manuaalista korjausta ja pienetkin muutokset voivat haitata botin palautumista.

Synteettisen ihon palaset vedetään yhteen magneettisesti; sähkönjohtavuus palautuu niiden parantuessa, ja LED syttyy.

Tutkijat käyttivät silikonia ja polypropyleeniglykolia (PPG), joilla molemmilla on mekaanisia, kumimaisia ​​ominaisuuksia ja biologista yhteensopivuutta. Pienet hiukkaset lisäävät johtavuutta. Lämmitettynä molemmat polymeerit pehmenevät ja virtaavat ja jähmettyvät jäähtyessään. Kun se kuumennetaan noin 70 °C:seen (158 °F), itsesuuntautuminen ja paraneminen tapahtuvat noin 24 tunnin sisällä. Huoneenlämmössä prosessi voi kestää jopa viikon.

“Yhdessä magneettikenttäohjatun navigoinnin ja induktiolämmityksen kanssa voimme ehkä rakentaa uudelleen konfiguroitavia pehmeitä robotteja, jotka voivat muuttaa muotoaan ja havaita niiden muodonmuutos tarpeen mukaan”, sanoo toinen kirjoittaja professori Renee Zhao.

Hän ehdottaa, että tämä kehitys voisi myös mullistaa sodankäynnin tuhoutumattomien robottien käyttöönotolla. Seuraavia askeleita tiimille kuuluu synteettisten ihokerrosten tekeminen mahdollisimman ohuiksi ja vaihtelevasti toimiviksi. Nykyinen prototyyppi on suunniteltu havaitsemaan painetta, mutta lisäkerrokset voivat mahdollisesti havaita lämpötilan tai jännityksen muutokset. Tulevaisuudessa voisivat olla jopa robotit, jotka kokoontuvat kehon sisällä ei-invasiivisia lääketieteellisiä hoitoja varten, tai monisensoriset, itseparantuvat elektroniset skinit, jotka antavat roboteille kosketustuntoa .

Tutkijoiden mukaan pitkän aikavälin visio on luoda laitteita, jotka voivat toipua äärimmäisistä vaurioista itsenäisesti.

Tutkimus on julkaistu Science -lehdessä