Forscher der North Carolina State University haben einen “hirnlosen” Soft-Roboter entwickelt, der komplexe Umgebungen ohne menschliche oder computerbasierte Anweisungen navigieren kann. Der Roboter besteht aus flüssigkristallinen Elastomeren in Form von Bändern und verwendet körperliche Intelligenz anstelle von Computersteuerung. Wenn der Roboter auf eine Oberfläche gelegt wird, die heißer ist als die Umgebungsluft, bewegt er sich aufgrund der Kontraktion einer Seite des Bandes rollend fort. Der neue Roboter hat eine asymmetrische Bauweise, die es ihm ermöglicht, Drehungen ohne Kontakt zu Objekten durchzuführen und durch Labyrinthe zu navigieren, indem er die Richtung ändert, wenn er auf Hindernisse stößt. Die Forscher haben die Fähigkeit des Roboters demonstriert, sich durch komplexere Labyrinthe zu navigieren und enge Räume zu durchqueren. Die Entwicklung dieses Roboters wird als Fortschritt im Bereich der Soft-Robotik angesehen und hat potenzielle Anwendungen in der Nutzung von Wärmeenergie. Das Projekt erhielt Unterstützung von der National Science Foundation.
Einführung
Ein Team von Forschern der North Carolina State University hat erfolgreich einen Soft-Roboter entwickelt, der komplexe Umgebungen ohne menschliche oder computerbasierte Führung navigieren kann. Dieser bahnbrechende Roboter besteht aus bandartigen Flüssigkristall-Elastomeren und verlässt sich damit auf physische Intelligenz anstelle von traditionellen Computer-Algorithmen.
Design und Konstruktion
Der Soft-Roboter besteht aus bandartigen Flüssigkristall-Elastomeren, die die einzigartige Eigenschaft besitzen, sich zusammenzuziehen, wenn sie Oberflächen mit einer höheren Temperatur als der Umgebungsluft ausgesetzt sind. Diese Kontraktion führt zu einer Rollbewegung, die es dem Roboter ermöglicht, autonom zu bewegen.
Der Roboter hat ein asymmetrisches Design, wodurch er seine Richtung ändern kann, ohne tatsächlich Kontakt mit Objekten aufzunehmen. Dieses Design ermöglicht es dem Roboter, durch Irrgärten zu navigieren und enge Räume zu manövrieren, ohne stecken zu bleiben.
Autonome Navigation durch Irrgärten
Die Forscher demonstrierten die navigativen Fähigkeiten des Roboters, indem sie seine Fähigkeit zeigten, komplexe Irrgärten zu durchqueren. Der Roboter kann mithilfe seiner physischen Intelligenz Wände und Hindernisse erkennen und seine Richtung entsprechend ändern, um den effizientesten Weg zu finden.
Durch die Verwendung seines asymmetrischen Designs und der Rollbewegung, die durch die Kontraktion entsteht, kann der Roboter problemlos durch verschlungene Pfade navigieren. Dies macht ihn zu einer vielversprechenden Lösung für Anwendungen, bei denen autonome Roboter komplexe und dynamische Umgebungen durchqueren müssen.
Fähigkeit, durch enge Räume zu passen
Zusätzlich zur Navigation durch Irrgärten ist der “gehirnlose” Soft-Roboter auch in der Lage, durch enge Räume zu passen. Seine bandartige Struktur und flexible Konstruktion ermöglichen es dem Roboter, seine Form zu verändern und enge Lücken zu passieren, ohne stecken zu bleiben oder Schäden zu verursachen.
Diese Fähigkeit, sich durch enge Räume zu manövrieren, eröffnet neue Möglichkeiten für den Einsatz von Robotern in verschiedenen Bereichen, wie zum Beispiel Such- und Rettungsmissionen und der Erkundung abgelegener oder beengter Gebiete.
Potentielle Anwendungen in der Wärmeenergiegewinnung
Die Entwicklung dieses Soft-Roboters hat potentielle Anwendungen in der Wärmeenergiegewinnung. Die Fähigkeit des Roboters, sich auf Oberflächen mit höherer Temperatur als der Umgebungsluft zu bewegen und dabei thermische Gradienten zu nutzen, könnte genutzt werden, um Wärmeenergie in nutzbaren Strom umzuwandeln.
Dieser innovative Ansatz zur Energiegewinnung hat das Potenzial, in verschiedenen Branchen, einschließlich erneuerbarer Energien, Stromerzeugung und Umweltüberwachung, angewendet zu werden.
Fazit
Die Entwicklung eines “gehirnlosen” Soft-Roboters durch Forscher der North Carolina State University zeigt das Potenzial physischer Intelligenz und innovativen Designs in der Robotik auf. Dieser Roboter, der aus bandartigen Flüssigkristall-Elastomeren besteht, kann autonom komplexe Umgebungen wie Irrgärten und enge Räume ohne menschliche oder computerbasierte Anweisungen navigieren.
Mit seinem asymmetrischen Design und seiner einzigartigen Rollbewegung zeigt der Roboter vielversprechende Fähigkeiten für Anwendungen, bei denen autonome Roboter unabhängig in dynamischen und anspruchsvollen Umgebungen agieren müssen. Darüber hinaus eröffnet die Fähigkeit des Roboters, Wärmeenergie zu nutzen, neue Möglichkeiten für energieeffiziente Systeme und technologische Fortschritte.
Das Projekt erhielt Unterstützung von der National Science Foundation, was die Bedeutung weiterer Forschung im Bereich des Designs von Soft-Robotern und den potentiellen Einfluss auf verschiedene Branchen unterstreicht.
