Februar 1, 2023

BNA-Germany

Folgen Sie den großen Nachrichten aus Deutschland, entdecken Sie ausgefallene Nachrichten aus Berlin und anderen Städten. Lesen Sie ausführliche Funktionen, die Ihnen helfen, die Denkweise der Deutschen zu verstehen.

Ein Roboter im Terminator-Stil kann einen Stich überleben

Der winzige Roboter, der aussieht wie ein Seestern, kann erkennen, wann und wo er beschädigt wurde, und sich dann selbst heilen

Sci-Fi-Fans werden wissen, dass der Terminator aufgrund seiner mühelosen Fähigkeit, sich nach einem Schaden selbst zu heilen, nur eine rücksichtslose Tötungsmaschine war.

Jetzt könnten Ingenieure der Cornell University in New York auf dem Weg sein, diese bemerkenswerte Fähigkeit zur Selbstheilung nachzubilden.

Experten haben einen Roboter entwickelt, der erkennen kann, wann und wo er beschädigt wurde, und sich dann sofort selbst wiederherstellt.

Der kleine, weiche Roboter, der aussieht wie ein vierbeiniger Seestern, erkennt mithilfe von Licht Veränderungen seiner Oberfläche durch Wunden.

Der winzige Roboter, der aussieht wie ein Seestern, kann erkennen, wann und wo er beschädigt wurde, und sich dann selbst heilen

Wie es funktioniert?

Damit die Selbstmedikation funktioniert, muss der Bot feststellen können, dass etwas repariert werden muss.

Dazu verwendeten die Forscher faseroptische Sensoren in Verbindung mit LED-Leuchten, die in der Lage sind, subtile Veränderungen auf der Oberfläche des Roboters zu erkennen.

Diese Sensoren werden mit einem Polyurethan-Elastomer kombiniert, das Wasserstoffbrücken für eine schnelle Chemikalienrückgewinnung enthält.

Das daraus resultierende SHeaLDS – Self-healing Optical Guides for Dynamic Sensing – stellt einen weichen, verschleißfesten Roboter bereit, der Wunden bei Raumtemperatur ohne externe Eingriffe selbst heilen kann.

Nachdem die Forscher eines seiner Beine durchstochen hatten, war der Roboter in der Lage, den Schaden zu erkennen und die Schnitte selbst zu heilen.

„Unser Labor versucht immer, Robotern mehr Ausdauer und Agilität zu verleihen, damit sie mit mehr Fähigkeiten länger laufen“, sagte Professor Rob Shepherd von der Cornell University.

Wenn Sie die Bots zu lange laufen lassen, wird sich der Schaden anhäufen. Wie können wir ihnen erlauben, diesen Schaden zu reparieren oder damit umzugehen?

Obwohl nicht unzerstörbar, sagte Shepard, dass der neue Seestern-Roboter – der nur etwa fünf Zoll lang ist – ähnliche Eigenschaften wie der menschliche Körper hat.

Siehe auch  SpaceX startet einen fortschrittlichen GPS-Satelliten (Global Positioning System) für die US Space Force und führt eine Landung durch

„Es heilt nicht gut durch Verbrennen oder durch Säure oder Hitze, weil das die chemischen Eigenschaften verändert“, sagte er.

„Aber wir können gute Arbeit leisten, um Wunden zu heilen.“

Der X-förmige Roboter des Teams kriecht dank Druckluft, die durch seinen Körper gepumpt wird, wie ein Seestern.

Es ist mit einer Schicht aus selbstheilenden Glasfasersensoren bedeckt, die in Verbindung mit LED-Lichtern kleine Veränderungen auf ihrer Oberfläche erkennen können.

Bei faseroptischen Sensoren wird Licht von einer LED durch eine als Lichtwellenleiter bezeichnete Struktur gesendet, die den Lichtstrahl in eine bestimmte Richtung lenkt.

Ebenfalls im Roboter enthalten ist eine Fotodiode, die Änderungen der Lichtintensität erkennt, um festzustellen, wann und wo ein Material verformt wird.

Für den eigentlichen Heilungsprozess verwendeten sie für seine „Haut“ ein Polyurethan-Harnstoff-Elastomer, ein transparentes, flexibles Material, das Wasserstoffbrückenbindungen enthält.

Zerstörer können sich selbst reparieren.  Abgebildet, Arnold Schwarzenegger in Terminator 2: Judgement Day (1991)

Zerstörer können sich selbst reparieren. Abgebildet, Arnold Schwarzenegger in Terminator 2: Judgement Day (1991)

Nachdem die Forscher eines seiner Beine durchstochen hatten, war der Roboter in der Lage, Schäden zu erkennen und die Wunden selbst zu heilen

Nachdem die Forscher eines seiner Beine durchstochen hatten, war der Roboter in der Lage, Schäden zu erkennen und die Wunden selbst zu heilen

Soft-Roboter können wie Menschen schwitzen

Wissenschaftler haben Roboter entwickelt, die bei herausfordernden Aufgaben wie Menschen „schwitzen“, um zu verhindern, dass sie überhitzen.

Die Forscher entwickelten eine Technik, die es Maschinen ermöglicht, Kühlmittel zu „schwitzen“, das um die Komponente herum gespeichert ist, die für die Bewegung und Steuerung des Systems verantwortlich ist.

Roboter und Maschinen erzeugen bei Aufgaben als Nebenprodukt Wärme, die jedoch zu Fehlfunktionen führen kann, wenn sie nicht abkühlen.

Weiterlesen

Beim Schneiden werden ihre exponierten Seiten chemisch reaktiv, wodurch sich die vernetzten Polymerketten neu ausrichten und heilen.

Siehe auch  Wissenschaftler entdecken riesige Flugzeuge in Patagonien, Chile

Die Forscher sagen, dass die sogenannte SHeaLDS-Technologie – „selbstheilende Lichtleiter für dynamisches Erfassen“ – einen weichen, schadensresistenten Roboter ermöglicht, der Wunden bei Raumtemperatur ohne Eingriff von außen selbst heilen kann.

In ihren Experimenten punktierten sie sechsmal eines der Beine des Roboters, woraufhin der Roboter in der Lage war, Schäden zu erkennen, jede Wunde in etwa einer Minute selbst zu heilen und sich weiterzubewegen.

Der Roboter kann seine Gangart auch selbstständig an die von ihm wahrgenommenen Schäden anpassen, wie zum Beispiel die „Gefahrtier-Fluchtreaktion“.

Das Team will den Roboter nun mit maschinellen Lernalgorithmen integrieren, die in der Lage sind, verschiedene „haptische Ereignisse“ zu erkennen, die ihn beschädigen könnten.

In ihrem in der Zeitschrift veröffentlichten Artikel sagen die Forscher: Wissenschaft schreitet voran.

„Schadensinformationen sind in schadensanfälligen Umgebungen wie Raumanzügen und der Überwachung von Überschall-Fallschirmen im Weltraum sowie in Anwendungen, bei denen eine lange Lebensdauer der Geräte bevorzugt wird, wie z. B. Wearables für die Mensch-Maschine-Interaktion, von entscheidender Bedeutung.“

Der Roboter ist mit einer Schicht selbstheilender Glasfasersensoren bedeckt, die in Kombination mit LED-Leuchten kleine Veränderungen auf seiner Oberfläche erkennen können.

Der Roboter ist mit einer Schicht selbstheilender Glasfasersensoren bedeckt, die in Kombination mit LED-Leuchten kleine Veränderungen auf seiner Oberfläche erkennen können.

Im Allgemeinen bestehen weiche Roboter aus flexiblen Materialien, inspiriert von den weichen Geweben, aus denen Menschen und andere Organismen bestehen.

Das Problem ist, dass die verwendeten weichen Materialien sie anfällig für Beschädigungen durch scharfe Gegenstände oder übermäßigen Druck machen.

Durch Selbstheilung können Roboter Weichkörpersysteme in bestimmten Umgebungen reparieren, wie z. B. Raumanzüge, die von Weltraumschrott oder Unterwasserausrüstung getroffen wurden.

Die Weiterentwicklung der Technologie könnte es auch Killerrobotern im Terminator-Stil ermöglichen, die für das Schlachtfeld entwickelt wurden, um im Kampf erlittene Schäden zu reparieren.

Weiche Roboter ahmen lebendes Gewebe nach, damit sie menschliche Aufgaben besser ausführen können

Weiche Roboter sind Systeme, die aus Materialien gebaut sind, die ähnliche mechanische Eigenschaften wie lebendes Gewebe haben.

Siehe auch  Alle Inhalte des Universums in einer Zeichnung

# Weiche Roboter bestehen aus flexiblen Materialien, inspiriert von den weichen Geweben, aus denen Menschen und viele andere Organismen bestehen.

Ihre Flexibilität ermöglicht den Einsatz in einer Vielzahl von Anwendungen, vom Greifen empfindlicher, weicher Gegenstände in der Lebensmittelindustrie bis hin zur Durchführung minimalinvasiver Operationen.

Sie können auch eine wichtige Rolle bei der Herstellung lebensechter Prothesen spielen.

Das weiche Material macht sie jedoch auch anfällig für Beschädigungen durch scharfe Gegenstände oder übermäßigen Druck.

Beschädigte Bauteile müssen dann ausgetauscht werden, damit der Roboter nicht auf den Schrott gefahren wird.

Im Jahr 2017 gaben Experten der Vrije Universiteit Brussels (VUB) an, künstliche Haut geschaffen zu haben, die die Selbstheilungsfähigkeiten der Natur nachahmen soll, damit sich Roboter von „Wunden“ erholen können, die sie sich bei der Erfüllung ihrer Aufgaben zugezogen haben.

Professor Bram Vanderburgt von BruBotics VUB, der an Kunststoffen arbeitete, sagte: „Die Forschungsergebnisse eröffnen vielversprechende Perspektiven.

„Roboter können nicht nur leichter und sicherer werden, sondern auch länger autonom und ohne ständige Reparaturen arbeiten.“

Um ihr künstliches Fleisch herzustellen, verwendeten die Wissenschaftler gelartige Polymere, die beim Erhitzen und anschließenden Abkühlen miteinander verschmelzen.

Bei Beschädigung stellen diese Materialien zunächst ihre ursprüngliche Form wieder her und heilen dann vollständig aus.

Dieses Prinzip wurde in drei selbstheilenden Roboterkomponenten angewendet; Ein Greifer, eine Roboterhand und ein künstlicher Muskel.

Diese flexiblen pneumatischen Komponenten wurden unter kontrollierten Bedingungen getragen, um zu testen, ob das wissenschaftliche Prinzip auch in der Praxis funktioniert.