Команда печатает биоразлагаемые приводы на основе морских водорослей
Традиционно мягкие роботы изготавливались с использованием синтетических полимеров, каучуков и пластмасс. Такие материалы обеспечивают мягким роботам длительный срок службы и стабильную конструкцию, но могут представлять опасность для окружающей среды в случае потери или повреждения во время использования. Исследователи стремятся свести к минимуму этот риск, создавая новые способы создания естественно разлагаемых роботов.
Междисциплинарная команда Университета Карнеги-Меллон, возглавляемая Викторией Вебстер-Вуд и Адамом Файнбергом в сотрудничестве с Кармел Маджиди и Линингом Яо, разрабатывает новые способы изготовления биоразлагаемых приводов для морских применений. Используя био-чернила, изготовленные из материалов, полученных из обычных бурых морских водорослей, исследовательская группа определила дизайн и параметры печати, которые позволяют печатать водонепроницаемую структуру методом свежей печати.
«Мы очень рады расширить производственные возможности метода печати FRESH и оптимизировать его для применения в мягких роботизированных приложениях», — пояснил Вэньхуан Сун, аспирант MechE. «Уникальные преимущества FRESH позволяют создавать роботизированные конструкции с сочетанием необычных свойств».
Их подход, недавно опубликованный в журнале Advanced Functional Materials, позволяет изготавливать малогабаритные, очень мягкие приводы, которые могут выдвигаться, сгибаться и скручиваться. Они также могут быть объединены в конструкции для захвата и позиционирования. Чернила на основе морских водорослей, используемые исследовательской группой, основаны на кальции для сшивания и образования гелей. Это позволило исследователям использовать свойства материала для создания приводов, которые могут изменять форму и жесткость за счет изменения степени сшивки в приводах.
«Как нам сбалансировать потребность в передовых мягких роботизированных конструкциях с потенциальным воздействием на окружающую среду, которое возникает в результате их создания? Мы считаем, что биоразлагаемые приводы, напечатанные с использованием FRESH, являются многообещающим решением, и мы рады продолжать вносить улучшения», — сказал Равеш Сукхнандан, аспирант MechE.
Возможности приводов на этом не ограничиваются. В дополнение к своей роботизированной функциональности приводы полностью поддаются биологическому разложению и разлагаются в естественных условиях океана в течение семи дней. Приводы также могут быть безопасно использованы морскими организмами. Это означает, что в случае утери или повреждения во время использования приводы представляют минимальный риск для окружающей среды.
Двигаясь вперед, команда надеется лучше понять работу приводов в естественных условиях и распространить этот подход к печати на готовые роботизированные конструкции.