Inženjeri sa Prinstona su razvili magnetno kontrolisani metamaterijal sposoban za složene robotske pokrete. Ovaj pametni materijal može da se širi, menja oblik, pomera i reaguje na komande poput robota — sve to bez motora, zupčanika ili fizičkog kontakta.

Istraživanje je objavljeno u prestižnom časopisu Nature, a uvodi novu vrstu materijala koja spaja robotiku i tradicionalne materijale. Ova inovacija je inspirisana drevnom japanskom umjetnošću origamija, što omogućava dinamične, programabilne oblike i pokrete.

 

Šta je metamaterijal?

 

Metamaterijal je inženjerski dizajniran materijal koji pokazuje osobine koje se ne nalaze u prirodnim materijalima, a te osobine zavise od njegove strukture, a ne od hemijskog sastava. U ovom slučaju, istraživači sa Prinstona koristili su kombinaciju običnih plastika i specijalno dizajniranih magnetnih kompozita kako bi napravili responzivni, reconfigurabilni materijal koji su nazvali metabot.

Primjenom spoljnog magnetnog polja, tim je uspeo da kontroliše oblik i pokrete metabot materijala bežično i precizno — bez potrebe za motorima ili fizičkim kontaktom.

 

Nova granica u robotskim materijalima

 

“Elektromagnetna polja istovremeno mogu da prenose energiju i kontrolne signale,” rekao je Minjie Chen, vanredni profesor elektroinženjeringa na Prinstonovom Andlinger centru za energiju i okolinu. “Dok je svako ponašanje jednostavno, njihova kombinacija omogućava veoma složene mehaničke reakcije.” Ovo istraživanje redefiniše granice elektronike i otvara nove mogućnosti za bežičnu kontrolu robota.

Metabot se sastoji od modularnih jedinica koje su ogledalne slike jedna druge — osobina poznate kao hiralnost. Ova osobina omogućava materijalu da izvodi složene transformacije, kao što su uvijanje, kontrahovanje i promjena oblika, sve uz pomoć spoljnog pritiska. Prema postdoktorskom istraživaču Tuo Zhao-u, materijal može da podnese velika deformisanja i da i dalje funkcioniše efikasno.

 

Potencijalne primjene metabot materijala

 

Ovaj magnetno aktuisani metamaterijal može da izazove revoluciju u nekoliko industrija:

  • Medicinska tehnologija: Za ciljani prenos lijekova ili minimalno invazivne hirurške alate.
  • Telekomunikacije: Kao promjenjivi anteni ili adaptivni sočiva.
  • Napredno računanje: Moguće je fizičko simuliranje logičkih vrata i nekomutativnih sistema.

“Ovo nam daje fizički metod za simulaciju kompleksnog računarskog ponašanja,” rekao je Glaucio Paulino, profesor inženjeringa na Prinstonu.

“Radi se o sistemu koji može da prelazi između ponašanja kao materijal i funkcionalnosti kao robot — sve to uz pomoć magnetnih polja” , dodao je profesor.

 

Budućnost magnetno kontrolisanih pametnih materijala

 

Sa origami inspirisanim robotskim materijalom, inženjeri sa Prinstona su stvorili platformu koja bi mogla da redefiniše način na koji gradimo mašine, medicinske uređaje, pa čak i računarske sisteme. Sposobnost prenosa pokreta i kontrole na daljinu, bez konvencionalnih elektronika ili mehaničkih delova, mogla bi otvoriti novu eru programabilnih, responzivnih materijala.