Roboti, ki posnemajo življenje: Dresdenski raziskovalci revolucionirajo gradivo!

Roboti, ki posnemajo življenje: Dresdenski raziskovalci revolucionirajo gradivo!

Dresden, Deutschland - Znanstveniki Excellence Cluster Phluster Physics of Life (Pol) na tehnični univerzi v Dresdnu (Tud) in kalifornijski univerzi Santa Barbara (UCSB) so dosegli prelomno napredek v robotiki z razvojem robotskih skupin, ki se obnašajo kot inteligentni materiali. Ti rezultati so bili objavljeni 20. februarja 2025 v znanosti Specialist Magazine in so želeli posnemati sposobnost celic, se urediti neodvisno in oblikovati zapletene strukture. Profesor Otger Campàs in Matthew Devlin, glavna avtorja študije, sta bila navdihnjena z biološkimi procesi za optimizacijo funkcij teh robotov.

Novi roboti, ki imajo videz majhnih hokejskih pasov, lahko prilagodijo svojo obliko in razvijejo različne debeline materiala. Raziskovalci so za to vključili tri osrednje biološke procese: aktivne sile, biokemični prenos signala in odgovornost celičnih celic. Magnetni elementi v robotih zagotavljajo odgovornost med enotami in omogočajo vedenje, ki je primerljivo s togimi materiali. Dinamične sile med robotskimi enotami podpirajo preoblikovanje kolektivnega robotskega sistema.

podrobno tehnološke inovacije

Izjemna značilnost te robotske skupine je osem motoriziranih zobniških koles na katerem koli robotu, ki je odgovoren za interakcijo in rekonfiguracijo. Poleg tega se lahki senzorji s polarizacijskimi filtri uporabljajo za natančno nadzor gibov robotov. Delovna skupina trenutno sestavlja dvajset enot, ki so lahko razširljive, vendar so možni tudi večji sistemi. Potencialne aplikacije te tehnologije so raznolike: od robotskih materialov, ki prenašajo težke obremenitve in manipulirajo s predmeti, vse do samoumevanja materialov.

Osnovna načela te raziskave niso omejena le na robotsko konstrukcijo, ampak tudi za obsegajo lok o trenutnem razvoju v znanosti o materialih. Na ta način raziskovalni pristopi vse pogosteje združujejo področja biologije in tehnologije, pri čemer so biološki procesi in organizmi vključeni neposredno v inovativne funkcionalne materiale. Delo na Inštitutu Fraunhofer kaže, da je poudarek na razvoju biomimetičnih materialov, ki posnemajo naravne funkcije narave na konstruktivnem območju.

Osrednji raziskovalni vidik je ustvariti biokompatibilne in bioaktivne materiale, ki omogočajo ciljno interakcijo s človeškim tkivom. Napredek molekularne biologije, biotehnologije in polimerne kemije podpira ta prizadevanja in med drugim vodi do novih materialov za vsadke, ki obljubljajo izboljšanje integracije v človeški organizem. Cilj je zmanjšati draženje in razširiti trajnost izdelkov medicinske tehnologije, kar zagotavlja poceni in pacientom, prijazno oskrbo.

Interakcija med tehničnim in biološkim sistemom se šteje za ključnega pomena, zlasti glede aplikacij v zdravstvenem sektorju. Prenos bioloških načel na znanost o materialih je pomemben del krožnega gospodarstva, ki zasleduje zaprta okrožnica materialov. Te strategije vključujejo nadomeščanje fosilnih surovin z obnovljivimi materiali in vrnitev ostankov.

Razvoj na področju biointeligentnih materialov se dobro ukvarja s cilji visokotehnološke strategije 2025 zvezne vlade, ki se osredotoča na biološko gospodarstvo. Raziskovalci na inštitutu Fraunhofer temeljijo na uporabi integriranega, računalniško podprtega materialnega razvoja (ICME), da bi dosegli prihodnje raziskovalne cilje. Sodelovanje med institucijami tako obljublja obetaven napredek pri razvoju inteligentnih materialov in tehnologij robot.

Delo sta podprla Nacionalna znanstvena fundacija (NSF) in Nemška raziskovalna fundacija (DFG), ki poudarja pomen raziskav in kaže, da so inovativni pristopi v robotiki in znanosti o materialih še vedno sestavni sestavni deli znanstvenega razvoja. Za dodatne informacije lahko članke izvajate s tehnične univerze v Dresdnu Tu in Fraunhfer Institut "https://www.materchs.fraunhofer.de/de/strategic-initative/biointellegete-maschen-und-biological-transformation.html"> Pogled tukaj