Robot che imitano la vita: i ricercatori di Dresda rivoluzionano i materiali!

Robot che imitano la vita: i ricercatori di Dresda rivoluzionano i materiali!

Dresden, Deutschland - Gli scienziati di The Excellence Cluster Physics of Life (POL) presso l'Università tecnica di Dresda (TUD) e l'Università della California Santa Barbara (UCSB) hanno compiuto progressi innovativi nella robotica sviluppando gruppi di robot che si comportano come materiali intelligenti. Questi risultati sono stati pubblicati il 20 febbraio 2025 sulla scienza della rivista specializzata e miravano a imitare la capacità delle cellule, a disporre in modo indipendente e a formare strutture complesse. Il Prof. Otger Campàs e Matthew Devlin, i principali autori dello studio, sono stati ispirati dai processi biologici per ottimizzare le funzioni di questi robot.

I nuovi robot che hanno l'aspetto di piccoli dischi di hockey possono adattare la loro forma e sviluppare diversi spessori dei materiali. I ricercatori hanno integrato tre processi biologici centrali per questo: forze attive, trasmissione del segnale biochimico e responsabilità cellulare. Gli elementi magnetici nei robot garantiscono la responsabilità tra le unità e consentono un comportamento paragonabile ai materiali rigidi. Le forze dinamiche tra le unità robot supportano la trasformazione del sistema robot collettivo.

Innovazioni tecnologiche in dettaglio

Una caratteristica eccezionale di questo gruppo di robot sono le otto ruote a marcia motorizzata su qualsiasi robot responsabile dell'interazione e della riconfigurazione. Inoltre, i sensori di luce con filtri di polarizzazione vengono utilizzati per controllare con precisione i movimenti dei robot. Il gruppo funzionante è attualmente composto da venti unità, che possono essere scalabili, ma sono anche possibili sistemi più grandi. Le potenziali applicazioni di questa tecnologia sono diverse: dai materiali robot che trasportano carichi pesanti e manipolano oggetti, fino a materiali auto -guari.

I principi sottostanti di questa ricerca non sono solo limitati alla costruzione robotica, ma si estendono anche sugli attuali sviluppi della scienza dei materiali. In questo modo, gli approcci di ricerca stanno mettendo sempre più insieme le aree di biologia e tecnologia, per cui i processi biologici e gli organismi sono integrati direttamente in materiali funzionali innovativi. Il lavoro presso il Fraunhofer Institute mostra che l'attenzione è rivolta allo sviluppo di materiali biomimetici, che imitano le funzioni naturali della natura nell'area costruttiva.

Un aspetto di ricerca centrale è quello di creare materiali biocompatibili e bioattivi che consentano interazioni mirate con il tessuto umano. I progressi nella biologia molecolare, nella biotecnologia e nella chimica dei polimeri supportano questi sforzi e, tra le altre cose, portano a nuovi materiali impianti che promettono una migliore integrazione nell'organismo umano. L'obiettivo è ridurre al minimo l'irritazione ed estendere la durata dei prodotti della tecnologia medica, che garantisce cure economiche e divertenti.

L'interazione tra sistemi tecnici e biologici è considerata cruciale, in particolare per quanto riguarda le applicazioni nel settore sanitario. Il trasferimento di principi biologici alla scienza dei materiali è una parte importante dell'economia circolare che persegue circolari chiuse di materiali. Queste strategie includono la sostituzione delle materie prime fossili attraverso materiali rinnovabili e il ritorno dei residui.

Gli sviluppi nel campo dei materiali bio-integrabili vanno bene con gli obiettivi della strategia ad alta tecnologia 2025 del governo federale, che si concentra su un'economia a base biologica. I ricercatori del Fraunhofer Institute si basano sull'utilizzo degli sviluppi dei materiali integrati e assistiti da computer (ICME) al fine di raggiungere obiettivi di ricerca orientati al futuro. La cooperazione tra le istituzioni promette quindi promettenti progressi nello sviluppo di materiali intelligenti e tecnologie di robot.

Il lavoro è stato supportato dalla National Science Foundation (NSF) e dalla German Research Foundation (DFG), che sottolinea l'importanza della ricerca e indica che approcci innovativi nella robotica e nella scienza dei materiali sono ancora componenti integrali dello sviluppo scientifico. Per ulteriori informazioni è possibile eseguire gli articoli dell'Università Tecnica di Dresda qui E da FraunHofer Instatut Visualizza qui

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OrtDresden, Deutschland
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