פיתוח רובוטים בהשראת הטבע

This post is also available in: English (אנגלית)

שיטה חדשה של הדפסה תלת-ממדית תאפשר יצור ובקרה קלים יותר של רובוטים רכים משני צורה, שרירים מלאכותיים, והתקנים לבישים למיניהם. חוקרים באוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו הצליחו להוכיח שבעזרת בקרת טמפרטורת ההדפסה של אלסטומר גביש נוזלי (liquid crystal elastomer –LCE) אפשר לשלוט על רמת הקשיחות של החומר ויכולתו להתכווץ. יתרה מזאת, אפשר לשנות את הקשיחות באזורים שונים של אותו חומר (כלומר להקנות לו רמות שונות של הפעלה – אקטואציה), ע"י חשיפה לחום.

ביצירת החומר שאבו החוקרים השראה מהטבע – מיצורים כמו דיונון, שבהם יש איברים שקשיחותם משתנה. לצורך ההדפסה הם השתמשו בחוטי LCE העשויים מליבה וסביבה קליפה. אחרי ההדפסה, כשהחומר מתקרר, הקליפה מתקררת ומתקשה מהר יותר, בעוד הליבה נשארת רכה יותר וניתנת לעיצוב. אפשר לכוונן את התכונות המכאניות של החומר ע"י שינוי כמה פרמטרים, ובמיוחד הטמפרטורה, תוך כדי ההדפסה. לדוגמה, החוקרים הדפיסו דיסק LCE ב-40 מעלות צלזיוס, וכאשר חיממו אותו ל-90 מעלות הוא התעוות לצורה של קונוס. לעומת זאת, כשהדיסק הכיל אזורים שהודפסו בטמפרטורות שונות, בעת החימום הוא התעוות לצורה שונה לגמרי.

במסגרת הוכחת הקונספט החוקרים הדפיסו גם צינור LCE וכיווננו את תכונותיו כך שבעת חימום הוא נצמד ללוח זכוכית קשיח. הדבר יכול להועיל לבניית רגליים רובוטיות ותופסים רובוטיים משופרים.
הצוות מבית הספר להנדסה Jacobs באוניברסיטת UC סן דייגו תיאר את עבודתו ב-Science Advances, על פי דיווחים של אתר האוניברסיטה.