با تلاش محققان؛

ماموریت‌های جدید دارویی به ربات‌های اریگامی سپرده می‌شود

محققان با استفاده از ترکیب مواد سبک و فلز توانسته‌اند بدنه‌های رباتی منعطف‌تر و سبکتری را بسازند.

کد خبر: ۸۰۸۰۶۹

جمعه - ۰۸ آذر ۱۳۹۸ / November 29, 2019

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، ربات‌های اریگامی، ربات‌های سبک و منعطفی هستند که برای کاربرد‌های مختلفی از جمله حمل دارو در بدن، ماموریت‌های محافظتی و شناختی در بلا‌های محیطی و بازو‌های رباتیک انسانی، استفاده می‌شوند.

این ربات‌ها باید سبک باشند بنابراین اغلب از موادی مانند کاغذ، پلاستیک و کائوچو ساخته می‌شوند و برای عمل کردن نیازمند قطعات الکترونیکی هستند که روی آن‌ها نصب شده و حجم زیادی را به دستگاه اضافه می‌کند.

محققان گروه NUS یک روش جدید برای استفاده از مواد فلزی در ربات‌های سبک ارائه داده‌اند. ترکیب فلزاتی مانند پلاتینیوم با کاغذ سوخته (خاکستر) ماده جدیدی است که با حفظ ویژگی‌هایی مانند تا شدن، وزن سبک و انعطاف پذیری، قابلیت‌های قبلی ربات بهبود بخشیده و آنرا کارآمد‌تر می‌کند.

موادی با این ویژگی‌ها یک گزینه خوب برای ساخت اعضای مصنوعی سبک و منعطف است که می‌تواند ۶۰% از همتایان رایج خود سبک‌تر باشد. چنین اعضای مصنوعی به کاربران اجازه می‌دهد تا اعضا را بهتر کنترل کنند. همه این ویژگی‌ها بدون نیاز به سنسور‌های خارجی است که ناخواسته وزن زیادی روی اعضای مصنوعی اضافه می‌کنند.

این مواد ۳ برابر سبکتر از مواد معمول استفاده شده در ساخت ربات‌های اریگامی است. همچنین با ۳۰% انرژی کمتر می‌توانند سریعتر کار کنند. بعلاوه، این مواد ضد آتش بوده و برای ساخت ربات‌هایی که در محیط سخت کار می‌کنند مناسب‌اند و به مدت ۵ دقیقه تا دمای ۸۰۰ درجه دوام می‌آورند. به عنوان یک مزیت اضافه، این مواد جدید خاصیت رسانایی نیز دارند. با استفاده از یک ولتاژ که از ماده رد می‌شود، ربات گرم شده و از یخ زدگی در محیط‌های سرد جلوگیری می‌شود.

مواد فلزی در فرآیندی به نام «الگوی سنتزی گرافن اکسید» تولید می‌شوند. ابتدا کاغذ سلولزی در محلولی از یون‌های فلزی مانند پلاتینیوم غوطه ور شده و سپس در محلول گرافن اکسید خیسانده می‌شود. بعد از آن فلز در گاز بی اثر آرگون و هوا به ترتیب در ۸۰۰ و ۵۰۰ درجه سانتی گراد می‌سوزد.

محصول نهایی یک لایه فلز با ضخامت ۹۰ میکرومتر یا ۰.۰۹ نانومتر است که ۷۰% پلاتینیوم و ۳۰% خاکستر دارد. فلزاتی مانند طلا و نقره نیز می‌توانند استفاده شوند. این ماده به اندازه کافی منعطف است تا خم شده یا کشیده شود.
‌
چن پوین سرپرست این گروه با استفاده از الگوی سلولزی یک ققنوس درست کرده است. او گفت: «ما از موجودات افسانه‌ای الهام گرفتیم. درست شبیه ققنوس این ماده می‌تواند خاکستر شده و قدرتمندتر از گذشته متولد شود.»

مواد این گروه می‌تواند بدنه پایدار، سبک و رسانا بسازد که ربات‌ها را به قابلیت سنجش فشار و قابلیت‌های ارتباطی بدون نیاز به قطعات الکترونیکی خارجی مجهز می‌کند. رسانایی به این مواد اجازه می‌دهد تا به عنوان آنتن سرخود عمل کرده و امکان برقراری ارتباط از راه دور یا دیگر ربات‌ها را بدون نیاز به تجهیزات ارتباطی خارجی داشته باشد.

این موضوع آزادی عمل ربات‌های اریگامی به خصوص در محیط‌های پرخطر، استفاده در ماهیچه‌های مصنوعی یا بازو‌های رباتیک شبه انسانی را افزایش می‌دهد.

این گروه در مراحل بعدی تحقیق خود، به دنبال اضافه کردن عملکرد‌های بیشتر به بدنه‌های فلزی هستند. یکی از این اهداف استفاده از مواد الکتروشیمیایی به منظور حذف دستگاه‌های ذخیره انرژی و شارژ خودکار است که ربات را قدرتمندتر می‌کند. این گروه همچنین در حال بررسی امکان استفاده از فلز مس به منظور کاهش هزینه‌های تولید است.