Robot stoff kan fremme romutforskning og medisinsk pleie

Annonse

Se for deg en annenhud som kontraherer på kommando og er fylt med sensorer. Det er nøyaktig hva forskere ved Purdue University prøver å gjøre med utviklingen av robotstoff.

Konseptet med robotstoff er det av et mykt eksoskjelett eller muskelvev laget av elektroniske sensorer og formhukommelseslegeringer, alt vevd og konfigurert til et bomullsmateriale. Sluttresultatet er en slags "hud" som kan plasseres rundt deformerbare materialer som gir "roboten" sin form.

Sluttresultatet er et slags "muskel" -stoff som gjør at huden kan brukes på mange forskjellige måter - for å lage øyeblikkelige "inchworm" -roboter, som en utholdenhetsdrakt for mennesker under tunge g-krefter eller belastninger, eller til og med som et programmerbart medisinsk utstyr som kan lages for å forme seg spesielt for en pasientens behov.

Lage robotstoff

Tradisjonelt har roboter alltid blitt opprettet ved å bruke menneskekroppen og det indre skjelettet som modell. Dette betyr vanligvis hengsler der leddene vil være, sterke metallstenger der knoklene vil være, og den komplekse mekanikken for å oppnå balanse og fingerferdighet under bevegelse.

Doktorgradsstudenter doktorgradsstudenter Michelle Yuen, Jennifer Case Justin Seipel, Arun Cherian og Kramer publiserte en artikkel presentert på den internasjonale konferansen om intelligente roboter og systemer i september, som snur hele konseptet på det hode. I stedet for å bruke tilnærmingen til et indre skjelett, opprettet disse forskerne et slags robot-eksoskjelett som kan tas i bruk på mange flere måter enn en tradisjonell robot.

Hvordan bruke robot hud

Den grunnleggende operasjonen av robothuden ligner en menneskelig muskel, eller sammentrekningene av en tommelorm. Formhukommelseslegeringen som tres inn i bomullsduken kan spole opp når den blir oppvarmet, og får stoffet til å gjøre det bevege deg i ønsket retning og fleksibel polymer kombinert med disse trådene gir sensing evner. Purdue University Professor Rebecca Kramer, som ledet forskerteamet, forklarte det på Purdue nettsted som en ekstern robot med evnen til å aktivere og sanse på kommando.

Vi har integrert både aktivering og sensing, mens de fleste robotstoffer som for tiden er i utvikling, bare har sensing eller andre elektroniske komponenter som bruker ledende tråd.

Forskningen ble finansiert gjennom NASAs tidlige karrierefakultetspris. Dette vil helt klart være en teknologi som er nyttig i NASAs romoperasjoner, siden en slik "myk robot" lett kunne transporteres og fabrikeres raskt i et avsidesliggende miljø som Månen eller Mars, med veldig liten innsats. En slik robot vil ha lave effektbehov når den kryper rundt eller graver seg inn i et fremmed miljø. Påsatte sensorer vil kunne samle miljøinformasjon.

Kramer forklarte at dette robotteknologi Gadgets, Robots, Tech: De beste 5 subredditsVil du snakke teknisk? Så burde du sjekke ut disse subreddits. Reddit er smeltedigelen for diskusjoner og rop, og disse subreddits er ikke bare for nørdede nerder. Les mer er et alternativ med lavere kraft til det gamle robothengsleleddet - i stedet for å holde et ledd på plass, kan robotstoffet "låses på plass" for å opprettholde posisjonen.

En slik tilnærming gjør at ethvert objekt kan bli en robot, fordi "... all robotteknologien er i stoffet eller huden."

Forbedring av menneskekroppen

I tillegg til leting etter rom kan denne robothuden også gi ekstra forbedringer til menneskekroppen. Disse er noe mer subtile enn de større applikasjoner for eksoskelett Bioniske mennesker: Exoskeleton Technology definerer grenserEksoskelettforskning har vært i gang i over et århundre, noe som resulterer i en rekke levedyktige prototyper. Overraskende fokuserer de imidlertid mindre på supermenneskelig styrke og mer på å forbedre utholdenhet og livskvalitet. Les mer Matt beskrev nylig, men ikke mindre imponerende. For eksempel, mens piloter for tiden bruker eksisterende spesialiserte “anti-G-drakter” som innsnevrer ben og mage under høye G-kreftsmanøvrer for å holde blod i overkroppen, kan denne typen robotstoff gi mer nøyaktige trykkpunkter på kroppen enn luftblærene som passer gi.

Dette kan forbedre effektiviteten til dressene, slik at mennesker kan møte større g-krefter, å pilotere mer avansert farkost eller trygt håndtere romfart med høy hastighet. Dette er ikke helt som eksempler på biohacking Biohacking: Den skumle, men spennende trenden i kroppsmodifisering"Beklager rotet," sier Steve Haworth mens vi går ned trappene til det kirurgiske teateret, hvor han slår sammen forbrukerteknologi og menneskekroppen for å produsere unikt funksjonell kropp modifikasjoner. Les mer som Andre nylig dekket, men det er ganske nært.

Medisinske anvendelser av robothud

Av de mange anvendelsene av denne teknologien kan det medisinske feltet dra nytte av hoveddelen av dem. Ikke bare kan materialet tilpasse seg perfekt til en persons ledd eller lem, men de innebygde sensorene kan gi leger en enkel måte å overvåke fysiologien til en pasient.

En slynge eller en rollebesetning kan fort bli old-school-teknologi, ettersom innebygde sensorer og programmerbare polymerer blir tredd inn i det som kan fremstå som en enkel bandasje.

Ikke bare kan formminnets legering gi et hvilket som helst nivå av kompresjon som kreves av legen, men den fleksible polymeren sensorer kan overvåke vitale tegn, oppdage tilstedeværelsen av infeksjon, eller overvåke og varsle legen når skaden er fullstendig helbredet.

Selv uten sensorer kan den programmerbare legeringsteknologien alene gi avanserte kroppsdrakter for funksjonshemmede som trenger ledd- eller lemstøtte for mobilitet. Matt kan hevde at dette er nok en måte teknologien går til påvirke menneskets evolusjon Hvordan teknologi kan påvirke menneskelig utviklingDet er ikke et eneste aspekt av den menneskelige opplevelsen som ikke har blitt berørt av teknologi, inkludert kroppene våre. Les mer , men kanskje i dette tilfellet vil det være en god ting.

Hva synes du om denne nye teknologien? Kan du tenke på noen andre kule, kreative applikasjoner for det? La oss idédugle i kommentarfeltet nedenfor!

Bildetillegg: Del inn bandasje Via Shutterstock, robotarm Via Shutterstock, Di Studio via Shutterstock, andrea cristane via Shutterstock