Robotstof kan ruimteonderzoek en medische zorg bevorderen

Advertentie

Stel je een tweede huid voor die op commando verwrongen is en vol zit met sensoren. Dat is precies wat onderzoekers van Purdue University proberen te doen met hun ontwikkeling van een robotstof.

Het concept van robotstof is dat van een zacht exoskelet of spierweefsel gemaakt van elektronische sensoren en vormgeheugenlegeringen, allemaal geweven en geconfigureerd tot een katoenen materiaal. Het eindresultaat is een soort 'huid' die kan worden geplaatst rond vervormbare materialen die de 'robot' zijn vorm geven.

Het eindresultaat is een soort 'spierweefsel' waarmee de huid op verschillende manieren kan worden gebruikt - om instant 'inchworm'-robots te maken, als een uithoudingspak voor mensen onder zware g-krachten of belastingen, of zelfs als een programmeerbaar medisch apparaat dat kan worden gemaakt om zichzelf specifiek te vormen voor een behoeften van de patiënt.

Robotic Fabric maken

Traditioneel zijn robots altijd gemaakt met het menselijk lichaam en het interne skelet als model. Dit betekent meestal scharnieren waar gewrichten zouden zijn, sterke metalen staven waar botten zouden zijn, en de complexe mechanica om evenwicht en behendigheid tijdens voortbeweging te bereiken.

Doctoraatsstudenten doctoraatsstudenten Michelle Yuen, Jennifer Case Justin Seipel, Arun Cherian en Kramer publiceerden een paper gepresenteerd op de internationale conferentie over intelligente robots en systemen in september, die dit hele concept op zijn kop zet hoofd. In plaats van de benadering van een intern skelet te gebruiken, creëerden deze onderzoekers een soort robot exoskelet dat op veel meer manieren kan worden gebruikt dan een traditionele robot.

Robotic Skin gebruiken

De basiswerking van de robothuid is vergelijkbaar met een menselijke spier of de contracties van een inchworm. De vormgeheugenlegering die in de katoenen doek is geregen, kan bij verwarming oprollen, waardoor de stof kan gaan hangen beweeg in de gewenste richting en flexibel polymeer in combinatie met die draden zorgen voor detectie mogelijkheden. Purdue University Professor Rebecca Kramer, die het onderzoeksteam leidde, legde het uit op de Purdue-website als een externe robot met de mogelijkheid om op commando te bedienen en te voelen.

We hebben zowel bediening als detectie geïntegreerd, terwijl de meeste robotstoffen die momenteel in ontwikkeling zijn, alleen sensing of andere elektronische componenten bevatten die geleidende draad gebruiken.

Het onderzoek werd gefinancierd door de NASA Early Career Faculty Award. Dit zou duidelijk een technologie zijn die nuttig is bij NASA's ruimtevaartoperaties, aangezien zo'n "zachte robot" gemakkelijk zou kunnen snel en gemakkelijk worden getransporteerd en gefabriceerd in een afgelegen omgeving zoals de maan of mars. Zo'n robot zou weinig stroom vragen als hij rondkruipt of zich in een buitenaardse omgeving nestelt. Bijgevoegde sensoren zouden omgevingsinformatie kunnen verzamelen.

Kramer legde uit dat dit robottechnologie Gadgets, robots, technologie: de beste 5 subredditsWil je met tech praten? Dan zou je deze subreddits moeten bekijken. Reddit is de smeltkroes voor discussies en shout-outs, en deze subreddits zijn niet alleen voor nerds. Lees verder is een energiezuiniger alternatief voor het oude robotscharniergewricht - in plaats van een gewricht op zijn plaats te houden, kan het robotweefsel worden 'vergrendeld' om de positie te behouden.

Met een dergelijke aanpak kan elk object een robot worden, omdat "... alle robottechnologie in de stof of huid zit."

Verbetering van het menselijk lichaam

Naast het verkennen van de ruimte, zou deze robothuid ook het menselijk lichaam kunnen verbeteren. Deze zijn iets subtieler dan de grotere exoskelet toepassingen Bionic Humans: Exoskeleton Technology herdefinieert grenzenExoskeletonderzoek is al meer dan een eeuw aan de gang, wat heeft geresulteerd in een aantal levensvatbare prototypes. Verrassend genoeg richten ze zich echter minder op bovenmenselijke kracht en meer op het verbeteren van uithoudingsvermogen en levenskwaliteit. Lees verder Matt beschreef onlangs, maar daarom niet minder indrukwekkend. Bijvoorbeeld, terwijl piloten momenteel bestaande gespecialiseerde "anti-G-pakken" gebruiken die de benen en buik vernauwen tijdens manoeuvres met hoge G-kracht om bloed in het bovenlichaam, kan dit soort robotstof nauwkeuriger drukpunten op het lichaam geven dan de luchtblaasjes die bij die pakken passen voorzien.

Dit zou de effectiviteit van die pakken kunnen verbeteren, waardoor mensen met grotere g-krachten kunnen worden geconfronteerd, meer geavanceerde vliegtuigen kunnen besturen of veilig kunnen reizen met hoge snelheid. Dit is niet helemaal zoals de bio-hacking voorbeelden Biohacking: de griezelige maar opwindende trend in lichaamsaanpassing'Sorry voor de troep', zegt Steve Haworth terwijl we de trap aflopen naar het operatiekamer, waar hij consumententechnologie en het menselijk lichaam combineert om een ​​uniek functioneel lichaam te produceren wijzigingen. Lees verder dat Andre onlangs heeft besproken, maar het is redelijk dichtbij.

Medische toepassingen van robothuid

Van de vele toepassingen van deze technologie kan het medische veld profiteren van de meeste ervan. Niet alleen kan het materiaal zich perfect aanpassen aan iemands gewricht of ledemaat, maar de ingebouwde sensoren kunnen artsen een gemakkelijke manier bieden om de fysiologie van een patiënt te volgen.

Een draagdoek of gipsverband kan snel ouderwetse technologie worden, omdat ingebedde sensoren en programmeerbare polymeren worden geregen in wat lijkt op een eenvoudig verband.

Niet alleen kon de legering met vormgeheugen elk compressieniveau bieden dat de dokter nodig had, maar ook het flexibele polymeer sensoren kunnen vitale functies bewaken, de aanwezigheid van infectie detecteren of de arts volgen en waarschuwen wanneer het letsel volledig is genezen.

Zelfs zonder sensoren zou de programmeerbare legeringstechnologie alleen al geavanceerde lichaamspakken kunnen bieden voor mensen met een handicap die ondersteuning voor gewrichten of ledematen nodig hebben voor mobiliteit. Matt kan beweren dat dit nog een andere manier is waarop technologie gaat de menselijke evolutie beïnvloeden Hoe technologie de menselijke evolutie kan beïnvloedenEr is geen enkel aspect van de menselijke ervaring dat niet is aangeraakt door technologie, inclusief ons lichaam zelf. Lees verder , maar misschien zou dat in dit geval een goede zaak zijn.

Wat vind je van deze nieuwe technologie? Kun je er nog andere coole, creatieve toepassingen voor bedenken? Laten we brainstormen in de comments hieronder!

Afbeeldingscredits: Hand in verband Via Shutterstock, robotarm Via Shutterstock, Di Studio via Shutterstock, andrea cristane via Shutterstock