Während Roboter eingesetzt werden Das verarbeitende Gewerbe, das Militär, die Weltraumforschung, das Transportwesen und medizinische Anwendungen, es gab bisher keine, die ihre Reichweite erweitern könnte. Forscher an der Universität von Kalifornien, Santa Barbara (UCSB) und Stanford Universität haben erstellt Ein „weicher“ Roboter, der seine Spitze ausfahren und seine Richtung ändern kann, ohne seinen Körper zu bewegen.

Ein solcher Roboter wäre in der Lage, sich in engen oder engen Räumen gut zu manövrieren, so dass er effektiv zur Beseitigung von Blockaden in Arterien oder zum Tunneln durch Trümmer bei Such- und Rettungsoperationen verwendet werden könnte.

Die Forschung ist veröffentlicht In der Wissenschaft Robotik.

Die Inspiration für diesen weichen Roboter kommt von bestimmten Formen der Natur, die aus ihren Spitzen wachsen, wie Kletterranken, Pilzen und Nervenzellen.

"In den Fällen, in denen die Natur diese Art von Bewegung benutzt, um irgendwohin zu gelangen, wird oft versucht, eine Struktur zu schaffen, die sie dann benutzen kann." Elliot W. Hawkes, ein Assistant Professor für Maschinenbau an der UCSB, sagte in einer Erklärung.

Der weiche Roboter ist mit kleinen pneumatischen Steuerkammern und einer Kamera an der Spitze ausgestattet, die durch ein Kabel, das durch seinen Körper verläuft, gehalten wird und visuelle Rückmeldung der Umgebung gibt. Der weiche Roboter wächst durch pneumatischen Druck von innen, wie ein aufblasender Ballon, der es erlaubt, die Dinge in ihm zu transportieren

"Druck ist die treibende Kraft", sagte Hawkes in einer Erklärung.

Anders als bei einem Ballon führt der Druck beim Softroboter nur dazu, dass sich die Spitze entfaltet. Da sich der Körper des Roboters selbst nicht ausdehnt, sondern die Form der Bahn der Spitze annimmt, führt dies nicht zu einer Gleitreibung zwischen dem Körper und den Wänden der Umgebung. Diese Eigenschaft ist der Schlüssel für die Fähigkeit des Roboters, enge Räume zu manövrieren.

"Es hilft diesen Robotern, durch wirklich beengte Umgebungen zu kommen, weil sie nicht rutschen", sagte Hawkes in einer Erklärung.

Das Forschungsteam evaluiert die mögliche Anwendung des Soft Roboters in endovaskulären Operationen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Techniken, die ein Problem darstellen können, wenn ein in ein arterielles System eingeführter Katheter engere Blutgefäße navigieren muss, unterliegt der weiche Roboter nicht derselben Einschränkung. Die Spitze des Roboters würde es können Navigieren Sie die komplizierten Wege des Gefäßsystems und bringen Sie den Katheter sogar durch enge Blutgefäße, ohne die Blutgefäßwände zu zerreißen.

Der weiche Roboter wäre in s nützlichEarch-and-rescue-Operationen, wo es verwendet werden könnte, um seinen Weg durch Trümmer zu weben, ohne es zu destabilisieren, und liefern Wasser an Menschen, die darunter gefangen sind.

"Ein Roboter, der Wachstum nutzt, um in seiner Umgebung zu navigieren, hat im Vergleich zu einem kleinen Such- und Rettungsroboter, der Fortbewegung einsetzt, einige Vorteile (und natürlich auch Einschränkungen)", sagte Hawkes gegenüber The University Network (TUN).

Erstens kann unser Roboter eine Struktur erzeugen, während er durch die Umgebung wächst und möglicherweise Wasser oder Sauerstoff an einen gefangenen Überlebenden überträgt. Zweitens haben wir gezeigt, dass wir große Kräfte auf die Umwelt ausüben können, was bedeutet, dass wir möglicherweise Trümmer bewegen können, um einen gefangenen Überlebenden zu befreien.

Der weiche Roboter würde auch im Baugewerbe mühevoll sein, wo es verwendet werden könnte, um Kabel, Drähte und Schläuche durch enge oder schwer zugängliche Räume zu führen.

Die Forscher haben über 18 Monate in das Projekt investiert.

"Während es relativ einfach ist, sich durch überfüllte Umgebungen zu bewegen, wenn man das Grundkonzept eines unter Druck stehenden Schlauches verwendet, dauerte es viel länger, um herauszufinden, wie man die Richtung aktiv steuert “, sagte Hawkes zu TUN.

Während sich die Technologie noch in der Proof-of-Concepts-Phase befindet, erforschen die Forscher die Lizenzierungsmöglichkeiten.

"Bei der Forschung in technischen Labors geht es oft mehr um Proof-of-Concepts als um Produkte, die in den Handel kommen können “, sagte Hawkes gegenüber TUN.

"Trotzdem sprechen wir bereits mit einigen Unternehmen über eine mögliche Lizenzierung der Technologie, die zur Entwicklung eines tragfähigen Produkts führen könnte (möglicherweise ein paar Jahre später, wenn sich ein Unternehmen entscheidet, diese weiterzuverfolgen)."

Das Forschungsteam bestand aus Laura H. Blumenschein, Joey D. Greer und Allison M. Okamura von der Stanford University.