Robotstof kan fremme rumfart og medicinsk pleje

Forestil dig en andenhud, der kontorer på kommando og er fyldt med sensorer. Det er præcis, hvad forskere ved Purdue University prøver at gøre med deres udvikling af et robotstof.

Begrebet robotstof er begrebet et blødt eksoskelet eller muskelvæv lavet af elektroniske sensorer og formhukommelseslegeringer, alt sammen vævet og konfigureret til et bomuldsmateriale. Slutresultatet er en slags “hud” der kan placeres omkring deformerbare materialer, der giver “robot” dens form.

Slutresultatet er en slags “muskel” stof, der gør det muligt at bruge huden på forskellige måder - til at skabe øjeblikkeligt “inchworm” robotter, som en udholdenhedsdragt for mennesker under tunge g-kræfter eller belastninger, eller endda som et programmerbart medicinsk udstyr, der kan laves til at forme sig specifikt til en patients behov.

Oprettelse af robotstof

Traditionelt er robotter altid blevet skabt ved hjælp af den menneskelige krop og dens indre skelet som en model. Dette betyder normalt hængsler, hvor samlingerne ville være, stærke metalstænger, hvor knoglerne ville være, og den komplekse mekanik for at opnå balance og fingerfærdighed under bevægelse.

Doktorander ph.d.-studerende Michelle Yuen, Jennifer Case Justin Seipel, Arun Cherian og Kramer udgav et papir, der blev præsenteret på den internationale konference om intelligente robotter og systemer i september, der vender hele dette koncept på hovedet. I stedet for at bruge fremgangsmåden til et internt skelet, skabte disse forskere en slags robot exoskelet, der kan bruges på mange flere måder end en traditionel robot.

Sådan bruges robot hud

Den grundlæggende betjening af robothuden ligner en menneskelig muskel eller sammentrækninger af en inch-orm. Formhukommelseslegeringen, der er skruet ind i bomuldsdugen, kan spole op, når den opvarmes, hvilket får stoffet til at bevæge sig i den ønskede retning og den fleksible polymer kombineret med disse gevind giver senseringsegenskaber. Purdue University Professor Rebecca Kramer, der ledede forskerteamet, forklarede det på Purdue-webstedet som en ekstern robot med evnen til at aktivere og føle på kommando.

Vi har integreret både aktivering og sensing, mens de fleste robotstoffer, der i øjeblikket er under udvikling, kun indeholder sensing eller andre elektroniske komponenter, der bruger ledende tråd.

Forskningen blev finansieret gennem NASAs tidlige karrierefakultetspris. Dette ville helt klart være en teknologi, der er nyttig i NASAs rumoperationer, da en sådan “blød robot” kunne let transporteres og fremstilles hurtigt i et fjerntliggende miljø som Månen eller Mars med meget lidt anstrengelse. En sådan robot ville have lave effektbehov, når den gennemsøger eller graver sig ind i et fremmed miljø. Tilsluttede sensorer vil være i stand til at indsamle miljøoplysninger.

Kramer forklarede, at denne robotteknologi Gadgets, Robots, Tech: De bedste 5 Subreddits Gadgets, Robots, Tech: De bedste 5 Subreddits Vil du tale tech? Så burde du tjekke disse subreddits. Reddit er smeltedigelen til diskussioner og råb, og disse subreddits er ikke kun til nørdede nerder. er et alternativ med lavere styrke til det gamle robothengslede - i stedet for at holde en samling på plads kan robotstoffet være “låst på plads” at opretholde position.

En sådan tilgang tillader ethvert objekt at blive en robot, fordi “… Al robotteknologien findes i stoffet eller huden.”

Forbedring af menneskelig krop

Ud over udforskning af rummet kan denne robothud også give ekstra forbedringer til den menneskelige krop. Disse er noget mere subtile end de større exoskelet-applikationer Bioniske mennesker: Exoskeleton-teknologien omdefinerer grænser Bioniske mennesker: Exoskeleton-teknologien omdefinerer grænser Exoskelet-forskningen har været i gang i over et århundrede, hvilket resulterer i en række levedygtige prototyper. Dog overraskende fokuserer de mindre på supermenneskelig styrke og mere på forbedring af udholdenhed og livskvalitet. Matt beskrev for nylig, men ikke mindre imponerende. For eksempel, mens piloter i øjeblikket bruger eksisterende specialiserede “anti-G dragter” der indsnævrer benene og maven under høje G-kraftmanøvrer for at holde blod i overkroppen, kunne denne slags robotstof give mere nøjagtige trykpunkter på kroppen end de luftblærer, som disse drag giver.

John Stapp stod over for enorme G-kræfter i løbet af sin 421 km / t ride “Sonic Wind” i 1954. (Med tilladelse fra U.S. Air Force)

Dette kunne øge effektiviteten af ​​disse dragter, give mennesker mulighed for at møde større g-kræfter, at pilotere mere avanceret håndværk eller til sikkert at håndtere rumfart med høj hastighed. Dette er ikke helt som bio-hackingeksemplerne Biohacking: Den uhyggelige, men spændende tendens i kropsmodifikation Biohacking: Den uhyggelige, men spændende tendens i kropsmodifikation "Undskyld for rodet," siger Steve Haworth, når vi går ned ad trappen til kirurgisk teater, hvor han fusionerer forbrugerteknologi og den menneskelige krop for at producere unikt funktionelle kropsmodifikationer. som Andre for nylig dækkede, men det er temmelig tæt.

Medicinske applikationer af robothud

Af de mange anvendelser af denne teknologi kan det medicinske felt drage fordel af hovedparten af ​​dem. Ikke kun kan materialet tilpasse sig perfekt til en persons led eller lem, men de indlejrede sensorer kan give læger en let måde at overvåge en patients fysiologi.

En slynge eller en rollebesætning kan hurtigt blive old-school-teknologi, da indlejrede sensorer og programmerbare polymerer bliver trådt ind i det, der kan se ud som en enkel bandage.

Ikke alene kunne formhukommelseslegeringen tilvejebringe et hvilket som helst niveau af kompression, der kræves af lægen, men de fleksible polymersensorer kunne overvåge vitale tegn, opdage tilstedeværelsen af ​​infektion eller overvåge og advare lægen, når skaden er fuldt helet.

Selv uden sensorer kunne den programmerbare legeringsteknologi alene give avancerede kropsdragter til handicappede personer, der har behov for led- eller lemstøtte til mobilitet. Matt kan hævde, at dette er endnu en måde, hvorpå teknologi vil påvirke den menneskelige udvikling. Hvordan teknologi kan påvirke menneskelig udvikling Hvordan teknologi kan påvirke menneskelig udvikling Der er ikke et enkelt aspekt af den menneskelige oplevelse, der ikke er blevet berørt af teknologi, herunder vores krop. , men måske i dette tilfælde ville det være en god ting.

Hvad synes du om denne nye teknologi? Kan du tænke på andre cool, kreative applikationer til det? Lad os brainstorme i kommentarfeltet nedenfor!

Billedkreditter: Indsend bandage via Shutterstock, robotarm Via Shutterstock, Di Studio via Shutterstock, andrea cristane via Shutterstock