Chińscy naukowcy opracowali małe robotyczne ramię, które wykonali w całości z celulozy z bawełny oraz żelatyny wieprzowej. Składniki, z których zbudowany jest robot, pozwalają na jego bezpieczną biodegradację. W wizji, którą przedstawili twórcy, technologię tę można rozwijać, by w przyszłości takie roboty wykonywały na przykład zabiegi medyczne wewnątrz ciała.
Roboty są niezastąpione w licznych gałęziach gospodarki ze względu na ich lepszą wydajność, precyzję i ogólnie możliwości, które wykraczającą poza potencjał ludzki. Jednak gdy myślimy o robocie, to do głowy przychodzą nam zwykle sztywne, stalowe konstrukcje z szeregiem wystających kabli. Ale w tej chwili trend idzie w kierunku projektowania i budowy robotów z miękkich i elastycznych materiałów. Do tego najlepiej by było, gdyby były one jeszcze biodegradowalne i nie zanieczyszczały środowiska, gdy już robot przestanie być potrzebny.
W niedawnej publikacji, która ukazała się na łamach „Science Advances” (DOI: 10.1126/sciadv.ads0217), naukowcy z Westlake University w Zhejiang w Chinach opracowali robotyczne ramię z celulozy i żelatyny wieprzowej. Ich robot spełnia wszystkie wymienione wcześniej wymagania. Przy jego projektowaniu badacze inspirowali się origami.
Elastyczne roboty
Miękka robotyka to rozwijająca się, przyszłościowa dziedzina. Twarde i sztywne maszyny mogą nie nadawać się do pracy na przykład w ekstremalnie ciasnych przestrzeniach lub w bezpośrednim kontakcie z wrażliwymi czy kruchymi przedmiotami. Większość tego typu robotów jest wykonana z materiałów syntetycznych, takich jak guma silikonowa, ale Hanqing Jiang z Westlake University i jego współpracownicy wykorzystali w swoich pracach celulozę pochodzącą z bawełny oraz żelatynę wieprzową. Z tych materiałów opracowali robotyczne ramie, które może być sterowane przez komputer.
W swoich pracach naukowcy wykorzystali szczególną technikę origami tzw. origami Kreslinga. Na tej podstawie stworzyli prymitywne robotyczne ramię o długości 240 milimetrów. Napinając lub luzując trzy równomiernie rozmieszczone nici biegnące wewnątrz konstrukcji, byli w stanie manipulować ramieniem w dowolnym kierunku dzięki zewnętrznych silniczków.
Robot z celulozy i żelatyny
Żelatyna w robocie działa jako czujnik, zmieniając opór elektryczny pod wpływem zginania. Rejestrując wartości oporu, naukowcy mogli dokładnie określić, w jakiej pozycji w danym momencie znajduje się ramię. Przyznali też, iż można opracować joystick do manipulowania pozycją robotycznego ramienia.
Celulozowa folia w tym przypadku służy jako strukturalna podstawa modułu origami. Na nią nakładane są wysoce elastyczne, przyczepne, w pełni biodegradowalne żelatynowe żele.
Miękkie roboty mogą być przydatne w wielu dziedzinach, gdzie niezbędne jest operowanie w ciasnych przestrzeniach. Szerokim polem jest tu także medycyna, ale Jiang mówi, iż żelatyna wieprzowa i celuloza ulegają nieszkodliwej degradacji w przyrodzie, ale żeby tego typu robot rozłożył się w ludzkim organizmie, potrzebne byłyby nieco inne materiały.
Źródło: New Scientist, fot. Wei et al
