Robotic Fabric May Advance Space Exploration and Medical Care

Annons

Föreställ dig en andrahud som strävar efter kommando och är fylld med sensorer. Det är exakt vad forskare vid Purdue University försöker göra med sin utveckling av ett robotmaterial.

Konceptet med robottyg är ett mjukt exoskelett eller muskelvävnad tillverkat av elektroniska sensorer och formminneslegeringar, alla vävda och konfigurerade till ett bomullsmaterial. Slutresultatet är en sorts "hud" som kan placeras runt deformerbara material som ger "roboten" sin form.

Slutresultatet är ett slags "muskel" -tyg som gör att huden kan användas på många olika sätt - för att skapa omedelbara "inchworm" -robotar, som en uthållighetsdräkt för människor under tunga g-krafter eller belastningar, eller till och med som en programmerbar medicinsk anordning som kan göras för att forma sig specifikt för en patientens behov.

Skapa robottyg

Traditionellt har robotar alltid skapats med hjälp av människokroppen och dess inre skelett som modell. Detta betyder vanligtvis gångjärn där fogarna skulle vara, starka metallstänger där benen skulle vara, och den komplexa mekaniken för att uppnå balans och skicklighet under rörelse.

Doktorander doktorander Michelle Yuen, Jennifer Case Justin Seipel, Arun Cherian och Kramer publicerade ett papper som presenterades vid den internationella konferensen om intelligenta robotar och system i september, som sätter hela detta koncept på sitt huvud. I stället för att använda ett inre skelett, skapade dessa forskare ett slags robot exoskelett som kan tas i bruk på många fler sätt än en traditionell robot.

Hur man använder robothud

Den grundläggande funktionen hos robothuden liknar en mänsklig muskel eller sammandragningar av en tummask. Formminneslegeringen som gängas i bomullsduken kan rullas upp när den värms upp, vilket gör att tyget gör det rör sig i önskad riktning och flexibel polymer i kombination med dessa trådar ger avkänning Förmågor. Purdue University Professor Rebecca Kramer, som ledde forskarteamet, förklarade det på Purdue webbplats som en extern robot med förmågan att aktivera och känna på kommando.

Vi har integrerat både manövrering och avkänning, medan de flesta robottyger som för närvarande är under utveckling endast har avkänning eller andra elektroniska komponenter som använder ledande tråd.

Forskningen finansierades genom NASA: s tidiga utbildning för tidig karriär. Detta skulle helt klart vara en teknik som är användbar i NASA: s rymdverksamhet, eftersom en sådan "mjuk robot" lätt kunde transporteras och tillverkas snabbt i en avlägsen miljö som månen eller Mars, med mycket liten ansträngning. En sådan robot skulle ha låga effektbehov när den kryper runt eller graver in i en främmande miljö. Anslutna sensorer skulle kunna samla miljöinformation.

Kramer förklarade att detta robotteknik Prylar, robotar, teknik: de bästa 5 SubredditsVill du prata tech? Då borde du kolla in dessa subreddits. Reddit är smältkroppen för diskussioner och skriker, och dessa subreddits är inte enbart för nördiga nördar. Läs mer är ett lägre effektalternativ till det gamla robotgångjärnet - istället för att hålla en fog på plats kan robotvävnaden "låses på plats" för att behålla positionen.

En sådan metod gör att varje objekt kan bli en robot, eftersom "... all robotteknologi finns i tyget eller huden."

Förstärkning av människokroppen

Förutom utforskning av rymden kan denna robothud också ge ytterligare förbättringar för människokroppen. Dessa är något mer subtila än de större exoskeletapplikationer Bioniska människor: Exoskeleton-tekniken definierar gränserExoskeletforskning har pågått i över ett sekel, vilket resulterat i ett antal hållbara prototyper. Men förvånansvärt fokuserar de mindre på supermänsklig styrka och mer på att förbättra uthållighet och livskvalitet. Läs mer Matt beskrev nyligen, men inte mindre imponerande. Till exempel, medan piloter för närvarande använder befintliga specialiserade "anti-G-kostymer" som snäpper benen och magen under höga G-kraftmanövrar för att hålla blod i överkroppen, denna typ av robottyger skulle kunna ge mer exakta tryckpunkter på kroppen än de luftblåsorna som de passar förse.

Detta kan förbättra effektiviteten hos dessa kostymer, vilket gör att människor kan möta större g-krafter, att pilotera mer avancerade farkoster eller att säkert hantera rymdfart med hög hastighet. Det här är inte riktigt exempelvis biohackning Biohacking: Den läskiga men spännande trenden i kroppsmodifiering"Ledsen för röran", säger Steve Haworth när vi går ner för trappan till den kirurgiska teatern, där han slår samman konsumentteknik och människokroppen för att producera unikt funktionell kropp modifieringar. Läs mer som Andre nyligen täckte, men det är ganska nära.

Medicinska tillämpningar av robothud

Av de många tillämpningarna av denna teknik kan det medicinska området dra nytta av huvuddelen av dem. Inte bara kan materialet anpassa sig perfekt till en persons led eller lem, utan de inbäddade sensorerna kan ge läkare ett enkelt sätt att övervaka en patients fysiologi.

En sele eller en gjutning kan snabbt bli old-school-teknik, eftersom inbäddade sensorer och programmerbara polymerer trängs in i det som kan verka som ett enkelt bandage.

Formminneslegeringen kunde inte bara tillhandahålla någon komprimeringsnivå som krävs av läkaren, utan den flexibla polymeren sensorer kan övervaka vitala tecken, upptäcka närvaron av infektion, eller övervaka och varna läkaren när skadan är helt läkt.

Även utan sensorer skulle den programmerbara legeringstekniken ensam kunna ge avancerade kroppsdräkter för funktionshindrade personer som behöver stöd för led eller led för rörlighet. Matt kan hävda att detta är ännu ett sätt som tekniken går till påverka människans utveckling Hur teknik kan påverka mänsklig evolutionDet finns inte en enda aspekt av den mänskliga erfarenheten som inte har berörts av teknik, inklusive våra kroppar. Läs mer , men i detta fall kanske det skulle vara bra.

Vad tycker du om den här nya tekniken? Kan du tänka på några andra coola, kreativa applikationer för det? Låt oss brainstorma i kommentarsavsnittet nedan!

Bildkrediter: Lägg in bandage Via Shutterstock, robotarm Via Shutterstock, Di Studio via Shutterstock, andrea cristane via Shutterstock