Kas ve iskeleyi birlikte tasarlamak, biyorobotların hareket aralığını on bir kat artırdı
ETH Zürih araştırmacıları, iskelet kası dokusu ile mikro oluklu hidrojel iskeleyi tek bir dizge olarak modelleyip birlikte eniyiledi. Santimetre ölçekli biyoaktüatörler, benzer kas hacmindeki önceki tasarımlara göre hareket aralığını on bir kata kadar artırdı. Nature Communications çalışmasında düzenekler zıplayan, yüzen, yürüyen ve kavrayan robotları çalıştırdı; sonuçlar laboratuvar prototiplerine ait, hazır tıbbi ya da ticari ürün değil.
Bilim··Öğle
Kas ile iskeleyi tek dizge saymak
Çalışma, canlı kası önceden belirlenmiş bir taşıyıcıya eklemek yerine kas dokusu ile iskeleyi aynı tasarım sorununun parçaları olarak ele alıyor. Araştırmacılar yumuşak cisim benzetiminde ikisini birlikte modelledi; evrimsel algoritma ve hedefli değiştirge taramalarıyla hareket aralığını büyüten biçimleri aradı. Ortaya çıkan düzeneklerde iskelet kası, mikro oluklu hidrojel iskeleyle sürekli bir arayüz oluşturuyor. Bu bağlantı kuvvet aktarımını destekliyor ve santimetre ölçekli aktüatörün hızlı, büyük biçim değişiklikleri yapmasına izin veriyor.[1]
On bir kata varan hareket
Birlikte eniyilenen aktüatörler, benzer kas hacmine sahip önceki tasarımlarla karşılaştırıldığında hareket aralığını on bir kata kadar büyüttü. Ekip aynı yaklaşımı zıplayan, yüzen, yürüyen ve kavrayan farklı robot düzeneklerinde gösterdi; ayrıca birden fazla aktüatörü bir araya getiren kurgular oluşturdu. Makalenin ek görüntülerinde hareketler, santimetre başına 3,3 ile 5 volt arasındaki elektrik alanları ve saniyede 1 ile 3 vuruşluk uyarım altında görülüyor. Karşılaştırma belirli laboratuvar tasarımlarıyla sınırlı.[1]
Prototipin gösterdiği aşama
Bulgular, kas dokusunun yerleşimi ile onu taşıyan malzemenin geometrisinin birlikte hesaplanmasının hareket üretimini geliştirebildiğini gösteriyor. Deneyler laboratuvarda üretilen küçük düzeneklerle yapıldı; uzun süreli dayanıklılık, seri üretim, çevresel dayanım ya da canlı bir bedende kullanım sınanmadı. Çalışmanın değeri, farklı görevler için tek tek elle biçim seçmek yerine benzetim ile üretimi bağlayan yeniden kullanılabilir bir tasarım yöntemi sunmasında. Sonuç, robotların genel yeteneğinde on bir kat artış anlamına gelmiyor; ölçülen büyüklük hareket aralığı.[1]
