Robotai, imituojantys gyvenimą: Drezdeno tyrėjai revoliucionuoja medžiagas!

Robotai, imituojantys gyvenimą: Drezdeno tyrėjai revoliucionuoja medžiagas!

Dresden, Deutschland - Drezdeno technikos universiteto (TUD) ir Kalifornijos universiteto Santa Barbaros (UCSB) Technikos universiteto (POL) mokslininkai padarė novatorišką robotikos pažangą kurdami robotų grupes, kurios elgiasi kaip intelektualios medžiagos. Šie rezultatai buvo paskelbti 2025 m. Vasario 20 d. Specialistų žurnalo moksle ir siekė mėgdžioti ląstelių sugebėjimą, susitarti savarankiškai ir formuoti sudėtingas struktūras. Prof. Otgeris Campàs ir Matthew Devlin, pagrindiniai tyrimo autoriai, buvo įkvėpti biologinių procesų, skirtų optimizuoti šių robotų funkcijas.

Nauji robotai, turintys mažų ledo ritulio ritulių išvaizdą, gali pritaikyti savo formą ir sukurti skirtingą medžiagų storią. Tyrėjai integruoti tris centrinius biologinius procesus: aktyviosios jėgos, biocheminis signalo perdavimas ir ląstelių ląstelių atsakomybė. Magnetiniai robotų elementai užtikrina atsakomybę tarp vienetų ir įgalina elgesį, panašų į standžias medžiagas. Dinaminės jėgos tarp roboto vienetų palaiko kolektyvinės robotų sistemos transformaciją.

Technologinės naujovės išsamiai

Išskirtinė šios robotų grupės savybė yra aštuoni motorizuoti pavarų ratai ant bet kurio roboto, atsakingo už sąveiką ir pertvarkymą. Be to, norint tiksliai valdyti robotų judesius, naudojami šviesos jutikliai su poliarizacijos filtrais. Funkcinę grupę šiuo metu sudaro dvidešimt vienetų, kurie gali būti keičiami, tačiau taip pat įmanoma didesnės sistemos. Galimi šios technologijos pritaikymai yra įvairūs: pradedant robotų medžiagomis, kuriose yra didelės apkrovos ir manipuliuoja daiktais, iki pat savaime suprantamų medžiagų.

Pagrindiniai šio tyrimo principai yra ne tik robotų konstrukcija, bet ir apima dabartinių medžiagų mokslo pokyčių lanką. Tokiu būdu tyrimų metodai vis dažniau sujungia biologijos ir technologijos sritis, kai biologiniai procesai ir organizmai yra integruoti tiesiogiai į novatoriškas funkcines medžiagas. Darbas Fraunhoferio institute rodo, kad pagrindinis dėmesys skiriamas biomimetinių medžiagų plėtrai, kuri imituoja natūralias gamtos funkcijas konstruktyvioje vietoje.

Pagrindinis tyrimų aspektas yra sukurti biologiškai suderinamas ir bioaktyvias medžiagas, leidžiančias tikslinę sąveiką su žmogaus audiniu. Molekulinės biologijos, biotechnologijų ir polimerų chemijos pažanga palaiko šias pastangas ir, be kita ko, sukelia naujas implantų medžiagas, kurios žada pagerinti integraciją į žmogaus organizmą. Tikslas yra sumažinti dirginimą ir išplėsti medicininių technologijų gaminių patvarumą, kuris užtikrina nebrangų ir kantrią draugišką priežiūrą.

Techninių ir biologinių sistemų sąveika laikoma esmine, ypač atsižvelgiant į programas sveikatos sektoriuje. Biologinių principų perkėlimas į medžiagų mokslą yra svarbi žiedinės ekonomikos dalis, kuri siekia uždarų medžiagų aplinkraščių. Šios strategijos apima iškastinių žaliavų pakeitimą per atsinaujinančias medžiagas ir likučių grąžinimą.

Bio-intelektinės medžiagos srities pokyčiai yra gerai įgyvendinami federalinės vyriausybės aukštųjų technologijų strategijos tikslais, orientuoti į biologinę ekonomiką. „Fraunhofer“ instituto tyrėjai yra pagrįsti integruotų, kompiuterinių medžiagų kūrimo (ICME) naudojimu, siekiant į ateitį orientuotus tyrimų tikslus. Taigi institucijų bendradarbiavimas žada žadančią pažangą plėtojant intelektualias medžiagas ir robotų technologijas.

Darbą rėmė Nacionalinis mokslo fondas (NSF) ir Vokietijos tyrimų fondas (DFG), kuris pabrėžia tyrimų svarbą ir rodo, kad novatoriškas požiūris į robotikos ir medžiagų mokslą vis dar yra neatsiejama mokslinės plėtros komponentai. Norėdami gauti daugiau informacijos "