Robotic Fabric kan ruimteonderzoek en medische zorg bevorderen

Stelt u zich eens een tweede huid voor die op commando bukt en vol zit met sensoren. Dat is precies wat onderzoekers van Purdue University proberen te doen met hun ontwikkeling van een robotachtige stof.

Het concept van robotweefsel is dat van een zacht exoskelet of spierweefsel gemaakt van elektronische sensoren en vormgeheugenlegeringen, allemaal geweven en geconfigureerd tot een katoenmateriaal. Het eindresultaat is een soort van “huid” die kan worden geplaatst rond vervormbare materialen die de “robot” zijn vorm.

Het eindresultaat is een soort van “spier” weefsel dat ervoor zorgt dat de huid op verschillende manieren kan worden gebruikt - om direct te creëren “inchworm” robots, als een uithoudingspak voor mensen onder zware g-krachten of belastingen, of zelfs als een programmeerbaar medisch hulpmiddel dat speciaal voor de behoeften van een patiënt kan worden gemaakt om zichzelf te vormen.

Het creëren van robotachtige stof

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

Doctoraatstudenten Michelle Yuen, Jennifer Case Justin Seipel, Arun Cherian en Kramer publiceerden in september een paper die werd gepresenteerd tijdens de Internationale Conferentie over Intelligente Robots en Systemen, die dit hele concept op zijn kop zet. In plaats van de aanpak van een intern skelet te gebruiken, creëerden deze onderzoekers een soort van robot exoskelet dat op veel meer manieren kan worden gebruikt dan een traditionele robot.

Hoe Robotic Skin te gebruiken

De basishandelingen van de robothuid zijn vergelijkbaar met die van een menselijke spier of de weeën van een inchworm. De legering met vormgeheugen die in het katoenen doek is geregen, kan bij verhitting spoelen, waardoor het weefsel in de gewenste richting beweegt en flexibel polymeer gecombineerd met die draden sensormogelijkheden bieden. Purdue University Professor Rebecca Kramer, die het onderzoeksteam leidde, legde het uit op de Purdue-website als een externe robot met het vermogen om te bedienen en te voelen op commando.

We hebben zowel activering als detectie geïntegreerd, terwijl de meeste robotachtige weefsels die momenteel in ontwikkeling zijn, alleen sensoren of andere elektronische componenten bevatten die geleidende draad gebruiken.

Het onderzoek werd gefinancierd via de NASA Early Career Faculty Award. Dit zou duidelijk een technologie zijn die bruikbaar is in ruimtevaartoperaties van de NASA, aangezien een dergelijke “zachte robot” kon gemakkelijk worden getransporteerd en gefabriceerd op een afgelegen omgeving zoals de maan of Mars, met zeer weinig inspanning. Zo'n robot zou een laag stroomverbruik hebben als het rondkruipt of zich in een buitenaardse omgeving nestelt. Bijgevoegde sensoren zouden milieu-informatie kunnen verzamelen.

Kramer legde uit dat deze robottechnologie Gadgets, Robots, Tech: de beste 5 Subreddits-gadgets, robots, tech: de beste 5 subreddits wil je met technologie praten? Dan zou je deze subreddits eens moeten bekijken. Reddit is de smeltkroes voor discussies en shout-outs, en deze subreddits zijn niet alleen voor geek-nerds. Read More is een alternatief met een lager vermogen voor het oude scharniergewricht - in plaats van een gewricht in positie te houden, kan de robotachtige stof worden gebruikt. “opgesloten” om positie te behouden.

Met een dergelijke benadering kan elk object een robot worden, omdat “... alle robottechnologie zit in de stof of huid.”

Menselijke lichaamsverbetering

Naast ruimteverkenning kan deze robothuid ook extra verbeteringen aan het menselijk lichaam aanbrengen. Deze zijn iets subtieler dan de grotere exoskelet-toepassingen. Bionic Humans: Exoskelettechnologie herdefinieert grenzen Bionische mens: exoskelettechnologie herdefinieert grenzen Exoskeletonderzoek is al meer dan een eeuw aan de gang, wat resulteert in een aantal levensvatbare prototypen. Verrassend genoeg richten ze zich echter minder op supermenselijke kracht en meer op het verbeteren van uithoudingsvermogen en kwaliteit van leven. Lees meer Matt is onlangs beschreven, maar niet minder indrukwekkend. Bijvoorbeeld, terwijl piloten momenteel gebruik maken van bestaande gespecialiseerde “anti-G-pakken” die de benen en de maag vernauwen tijdens hoge G-krachtmanoeuvres om het bloed in het bovenlichaam te houden, dit soort robotachtige stof kan meer nauwkeurige drukpunten op het lichaam bieden dan de luchtblazen die deze pakken bieden.

Dit zou de effectiviteit van die pakken kunnen vergroten, waardoor mensen met grotere g-krachten kunnen omgaan, meer geavanceerde vaartuigen kunnen besturen of veilig reizen met hoge snelheden kunnen verwerken. Dit is niet helemaal hetzelfde als de bio-hacking-voorbeelden Biohacking: de griezelige maar opwindende trend in lichaamsverandering Biohacking: de griezelige maar opwindende trend in lichaamsaanpassing "Sorry voor de rommel", zegt Steve Haworth, terwijl we de trap aflopen naar de operatiekamer, waar hij consumententechnologie en het menselijk lichaam samenvoegt om unieke functionele lichaamsaanpassingen te produceren. Lees meer dat Andre onlangs heeft behandeld, maar het is redelijk dichtbij.

Medische toepassingen van de robotische huid

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

Een slinger of een cast kan snel old-school technologie worden, omdat ingebedde sensoren en programmeerbare polymeren worden ingepast in wat kan lijken als een eenvoudig verband.

Niet alleen kon de legering met vormgeheugen elk compressieniveau bieden dat de arts nodig had, maar de flexibele polymeersensoren konden de vitale functies controleren, de aanwezigheid van een infectie detecteren of de arts waarschuwen en waarschuwen wanneer de verwonding volledig genezen is.

Zelfs zonder sensoren zou de programmeerbare legeringstechnologie alleen al geavanceerde bodypakken kunnen bieden voor gehandicapte personen die gewrichten of ledematen nodig hebben voor mobiliteit. Matt kan beweren dat dit nog een andere manier is waarop technologie invloed zal hebben op de menselijke evolutie. Hoe technologie de menselijke evolutie kan beïnvloeden Hoe technologie invloed kan hebben op menselijke evolutie Er is geen enkel aspect van de menselijke ervaring dat niet is geraakt door technologie, inclusief onze lichamen. Meer lezen, maar misschien is dit in dit geval een goede zaak.

Wat denk je van deze nieuwe technologie? Kun je nog andere leuke, creatieve toepassingen bedenken? Laten we brainstormen in de opmerkingen hieronder!

Afbeelding Credits: Hand in bandage Via Shutterstock, robotarm Via Shutterstock, Di Studio via Shutterstock, andrea cristane via Shutterstock

Ontdek meer over: Astronomie, Robotica.