Net als kunst imiteert wetenschap ook het leven. In dit geval hebben enkele slimme wetenschappers een fascinerende robotarm gebouwd die eruitziet en beweegt als een octopus’ tentakel. Het stort bijna plat in en kan zich uitstrekken om dingen ver weg van zijn basis te bereiken. Maar het zal je verbazen hoe het zo beweegt.
Het ontwerp en de beweging van de nieuwe robot werden gedetailleerd beschreven in een recent gepubliceerd artikel in het tijdschrift PNAS. Degenen die eraan hebben gewerkt, bespreken hun inspiratie en octopus en hoe ze een magnetisch veld, origami-achtige vouwen en een zacht exoskelet over meerdere segmenten gebruiken om de arm zijn unieke, veelzijdige uiterlijk en bewegingsvermogen te geven.
Ruike Renee Zhao, assistent-professor werktuigbouwkunde aan de Stanford University en co-auteur van het artikel, vertelde Popular Science,“Bij de octopus bevindt zijn zenuwstelsel zich eigenlijk in zijn armen. Wat we hier doen, is een zeer intelligent armsysteem nabootsen. Omdat zijn arm zo veelzijdig is, kan hij honderden, duizenden verschillende bewegingen maken om met objecten te communiceren.”
Binnen elke individuele arm vind je een reeks kleine segmenten. Binnen elk segment zijn er twee zachte siliconen zeshoekige platen die elk zijn ingebed met magnetische deeltjes en gekantelde plastic panelen die het iconische origamipatroon van de robot vormen. Dat patroon wordt in het bijzonder het Kresling-patroon genoemd, een patroon dat is ontworpen om uit te rekken, samen te drukken en te draaien als het samentrekt en langer wordt.
Shuai Wu, Qiji Ze, Jize Dai, Nupur Udipi, Glaucio H. Paulion en Ruike Zhao
Zhao en de andere makers van de robot hopen dat het zijn toepassing zal vinden in de biomedische wereld. In het ideale geval kan het worden gebruikt om te helpen bij minimaal invasieve medische procedures zoals het inbrengen van een katheter of beademingsslang.
De unieke robot wordt op afstand bediend door een sterk magnetisch veld en een externe magnetische actuator te manipuleren. Terwijl het team van wetenschappers de arm aan het bouwen en testen was, bouwden ze er een driedimensionaal magnetisch veld omheen. Ze lieten het bewegen door de richting van het veld rond de arm te veranderen en het zelfs te laten bewegen en buigen door koppel te creëren om de kleinere segmenten aan te drijven (en de bewegingen ervan te verfijnen). Ze kunnen zelfs bepalen welke delen van de arm buigen en welke gecomprimeerd of recht vooruit gestrekt blijven.
Zhao en het team zeiden dat alles aan de arm aanpasbaar is, zoals de grootte, het aantal segmenten, de materiaalsamenstelling, en sterkte van magnetisatie. Dit maakt het nog makkelijker om het in massaproductie te brengen voor gebruik in de medische wereld (of waar dan ook). Het is een slimme uitvinding die zeker zal helpen in meerdere industrieën. Je kunt een paar GIF's en korte video's van de wetenschappelijke tests hier op PNAS bekijken.
via Popular Science