Taktiler und selbstheilender Roboter wird Realität

Die menschliche Haut lässt sich nur schwer nachbilden, da sie nicht nur flexibel, taktil und selbstheilend ist. Die neuesten Entdeckungen von Wissenschaftlern verleihen der Roboterhaut jedoch solche Eigenschaften.

Glauben Sie, dass nur das Leben der Haut flexibel und komprimierbar, taktil und selbstheilend ist? Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen, dass Roboterhaut sogar eine bessere Leistung erbringen kann als menschliche Haut.

Forscher der Universität Glasgow im Vereinigten Königreich verwendeten Graphen, um eine elektronische Roboterhaut zu entwickeln, die taktiler ist als menschliche Hände.

Ausländischen Medienberichten zufolge sagte Ravinder Dahiya, Professor an der Universität Glasgow, dass die neu entwickelte Roboterhaut im Wesentlichen ein taktiler Sensor sei, mit dem Wissenschaftler leichtere Prothesen und weichere, natürlicher aussehende Roboter auf der Oberfläche schaffen würden.

Dieser Sensor ist auch der erste Schritt zu weicheren Robotern und empfindlicheren Touchscreen-Sensoren.

Diese intelligente Roboterhaut mit geringem Stromverbrauch besteht aus einer einatomigen Graphenschicht. Die Leistung pro Quadratzentimeter Haut beträgt 20 Nanowatt, was der derzeit niedrigsten Qualität einer Photovoltaikzelle entspricht. Während die Photovoltaikzellen der Haut die von ihnen erzeugte Energie nicht speichern können, erforschen Ingenieurteams Möglichkeiten, ungenutzte Energie zur Verwendung bei Bedarf auf die Batterie zu übertragen.

Graphen ist eine neue Art von Nanomaterial, von dem festgestellt wurde, dass es das dünnste, die größte Festigkeit sowie die leitfähigste und wärmeleitfähigste ist. Aufgrund seiner guten Festigkeit, Flexibilität, elektrischen Leitfähigkeit und anderer Eigenschaften verfügt es über großes Potenzial in den Bereichen Physik, Materialwissenschaften und elektronische Information.

In Bezug auf die optischen Eigenschaften haben einige Studien gezeigt, dass einschichtiges Graphen nur 2,3 % des Lichts im sichtbaren und nahen Infrarotwellenlängenbereich absorbiert.

„Die eigentliche Herausforderung besteht darin, die Sonne durch die Haut zu bekommen, die die PV-Zellen bedeckt.“ Ravinders Kommentare zu Advanced Functional Materials

Fortschrittliche Funktionsmaterialien.

„Egal welche Art von Licht, 98 % können die Solarzelle erreichen.“ Dahiya sagte der BBC, dass der von der Solarzelle erzeugte Strom zur Erzeugung des Tastsinns genutzt wird. „Seine Berührung ist eine Größenordnung besser als die der menschlichen Haut.“

Die Haut gibt dem Roboterarm das richtige Druck-Feedback, um ihm eine bessere Kontrolle über die Kraft des greifenden Objekts zu geben. Selbst zerbrechliche Eier können gleichmäßig aufgenommen und abgesenkt werden.

Dahiya sagte: „Der nächste Schritt besteht darin, eine Energieerzeugungstechnologie zu entwickeln, die diese Forschung unterstützt, und sie zum Antrieb eines Handkurbelmotors zu nutzen, der es uns ermöglichen wird, eine vollständig energiebewusste Prothese zu entwickeln.“

Darüber hinaus sei diese Roboterhaut mit überlegener Leistung nicht teuer, sagte Dahiya, 5 bis 10 Quadratzentimeter neue Haut kosteten nur 1 US-Dollar. Tatsächlich kann Graphen viel mehr tun, als dem Roboter einen ausgeprägten Tastsinn zu verleihen, es kann der Roboterhaut auch bei der Heilung helfen.

Futuristischen Berichten zufolge sind indische Wissenschaftler in Fachzeitschriften vertreten

Die neueste von Open Physics veröffentlichte Studie ergab, dass Graphen eine starke Selbstheilungsfunktion hat. Wissenschaftler hoffen, dass diese Funktion auf den Bereich der Sensoren übertragen werden kann, sodass Roboter und Menschen über die gleiche Selbstreparaturfunktion der Haut verfügen.

Die herkömmliche Roboterhaut aus Metall ist weniger dehnbar und anfällig für Risse und Beschädigungen. Wenn der Subnanometer-Sensor aus Graphen jedoch den Riss erkennen kann, kann die Haut des Roboters verhindern, dass sich der Riss weiter ausdehnt, und den Riss sogar reparieren. Forschungsdaten zeigen, dass die automatische Reparaturfunktion automatisch startet, wenn der Bruch die kritische Verschiebungsschwelle überschreitet.

„Wir wollten das Selbstheilungsverhalten von jungfräulichem und defektem Monoschicht-Graphen durch den Molekulardynamik-Simulationsprozess beobachten und gleichzeitig die Leistung von Graphen bei der Lokalisierung von Sub-Nanometer-Sensorrissen beobachten.“ In einem Interview sagte der Hauptautor der Arbeit Swati Ghosh Acharyya: „Wir konnten das Selbstheilungsverhalten von Graphen bei Raumtemperatur ohne äußere Reize beobachten.“

Forscher aus Indien sagten, die Technologie werde sofort zum Einsatz kommen, vielleicht in der nächsten Generation von Robotern.