amerikali
Yeni Üye
Eindhoven Teknoloji Üniversitesi'nden bir bilim insanı ekibi, sıvı kristallere ve grafene dayalı yumuşak bir robotik el geliştirdi. Araştırmacılara göre el örneğin tıpta kullanılabilir.
Reklamcılık
Sert robotlar insan vücudunun her yerine kolaylıkla ulaşamadıkları için cerrahi işlemlere pek uygun değiller. Yumuşak robotlar bunu yapabilir ve hastaya karşı daha naziktir, ancak çoğu zaman yeterli hassasiyetle kontrol edilemez ve deforme edilemezler.
Eindhoven'dan araştırmacılar bu nedenle soruna bir çözüm aradılar ve yumuşak bir robot eli yaptılar. ACS Applied Materials & Interfaces dergisinde yayınlanan “Sıcak Parmaklar: Bireysel Olarak Adreslenebilir Grafen-Isıtıcıyla Çalıştırılan Sıvı Kristal Tutucular” çalışmasında tanımladıkları gibi, geliştirdikleri robot elin aktüatörleri esasen sıvı kristallerden ve grafenden oluşuyor. Her ikisi de insanlar üzerinde yapılan operasyonlarda güvenli kullanımı kolaylaştıran organik malzemelerdir.
Sıvı kristallerin ısıtılması
Araştırmacılar sıvı kristallerin özel özelliklerinden yararlanıyor. Nasıl heyecanlandıklarına bağlı olarak sıvı veya katı gibi davranabilirler. Moleküller, sıvı kristal malzemenin katı hale gelmesini sağlayacak şekilde düzenli bir desen veya yapı oluşturulacak şekilde sıvı içinde düzenlenebilir. Bilim insanları bu yetenekleri dört hareketli parmağa sahip yumuşak bir robot eli oluşturmak için kullandılar.
Bunun için gerekli olan sıvı kristal ağ (LNC) aktüatörleri, deformasyon sürecini başlatmak için grafen bazlı ısıtma elemanlarıyla çalışır. İletken grafen, içinden elektriğin geçtiği iletkenler oluşturmak için kullanılır. Bu ısı yayar ve sıvı kristal parmaktaki bazı moleküllerin düzenli bir yapıdan düzensiz bir yapıya dönüşmesine izin verir. Pratikte bu, parmağın deforme olmasına neden olur. Elektrik kesilip parmak tekrar soğuduğunda parmak eski haline döner.
Bilim adamlarına göre ısıtma elemanları çözülmesi gereken en büyük sorun olarak ortaya çıktı. Sıvı kristal katmanını değiştirebilmek için güç kaynağının çok hassas bir şekilde ayarlanması gerekiyordu. İnsanlar ve aktüatörler için güvenli gerilimlerin kullanılması önemliydi. Aksi takdirde aktüatörler aşırı ısınıp yanabilirdi.
Çok hafif nesneler için robot eli
Araştırmacıların geliştirdiği aktüatör 15 volttan daha düşük voltajla çalışıyor. Bununla donatılmış robot el, kütlesi 70 ila 100 miligram arasında olan nesneleri kaldırabiliyor. İlk bakışta bu pek fazla gibi görünmüyor ancak küçük aletlerin kullanıldığı, küçük implantların hareket ettirildiği veya az miktarda biyolojik dokunun çıkarıldığı tıbbi uygulamalar için genellikle yeterli oluyor.
Araştırmacılar, bilimsel çalışmalarının sonucunu, biyomedikal ve cerrahi uygulamalar için benzer LNC aktüatörlerinin kullanılmasına yönelik bir ilham kaynağı olarak görüyorlar. Şimdi sıvı kristal katmanın doğrudan üzerine basıldığı, tamamen 3D baskılı bir robot yaratmayı planlıyorlar. Mevcut robot eliyle bilim adamlarının hâlâ katmanı bir kalıba dökmesi gerekiyordu. Grafen katmanı bir baskı işlemi kullanılarak üretildi. Bilim insanları sıvı kristal basmanın prensipte mümkün olduğunu zaten göstermişti ancak bunu tamamen basılmış bir robotta uygulamak için yine de bir süreç geliştirmeleri gerekiyor.
(olb)
Reklamcılık
Sert robotlar insan vücudunun her yerine kolaylıkla ulaşamadıkları için cerrahi işlemlere pek uygun değiller. Yumuşak robotlar bunu yapabilir ve hastaya karşı daha naziktir, ancak çoğu zaman yeterli hassasiyetle kontrol edilemez ve deforme edilemezler.
Eindhoven'dan araştırmacılar bu nedenle soruna bir çözüm aradılar ve yumuşak bir robot eli yaptılar. ACS Applied Materials & Interfaces dergisinde yayınlanan “Sıcak Parmaklar: Bireysel Olarak Adreslenebilir Grafen-Isıtıcıyla Çalıştırılan Sıvı Kristal Tutucular” çalışmasında tanımladıkları gibi, geliştirdikleri robot elin aktüatörleri esasen sıvı kristallerden ve grafenden oluşuyor. Her ikisi de insanlar üzerinde yapılan operasyonlarda güvenli kullanımı kolaylaştıran organik malzemelerdir.
Sıvı kristallerin ısıtılması
Araştırmacılar sıvı kristallerin özel özelliklerinden yararlanıyor. Nasıl heyecanlandıklarına bağlı olarak sıvı veya katı gibi davranabilirler. Moleküller, sıvı kristal malzemenin katı hale gelmesini sağlayacak şekilde düzenli bir desen veya yapı oluşturulacak şekilde sıvı içinde düzenlenebilir. Bilim insanları bu yetenekleri dört hareketli parmağa sahip yumuşak bir robot eli oluşturmak için kullandılar.
Bunun için gerekli olan sıvı kristal ağ (LNC) aktüatörleri, deformasyon sürecini başlatmak için grafen bazlı ısıtma elemanlarıyla çalışır. İletken grafen, içinden elektriğin geçtiği iletkenler oluşturmak için kullanılır. Bu ısı yayar ve sıvı kristal parmaktaki bazı moleküllerin düzenli bir yapıdan düzensiz bir yapıya dönüşmesine izin verir. Pratikte bu, parmağın deforme olmasına neden olur. Elektrik kesilip parmak tekrar soğuduğunda parmak eski haline döner.
Bilim adamlarına göre ısıtma elemanları çözülmesi gereken en büyük sorun olarak ortaya çıktı. Sıvı kristal katmanını değiştirebilmek için güç kaynağının çok hassas bir şekilde ayarlanması gerekiyordu. İnsanlar ve aktüatörler için güvenli gerilimlerin kullanılması önemliydi. Aksi takdirde aktüatörler aşırı ısınıp yanabilirdi.
Çok hafif nesneler için robot eli
Araştırmacıların geliştirdiği aktüatör 15 volttan daha düşük voltajla çalışıyor. Bununla donatılmış robot el, kütlesi 70 ila 100 miligram arasında olan nesneleri kaldırabiliyor. İlk bakışta bu pek fazla gibi görünmüyor ancak küçük aletlerin kullanıldığı, küçük implantların hareket ettirildiği veya az miktarda biyolojik dokunun çıkarıldığı tıbbi uygulamalar için genellikle yeterli oluyor.
Araştırmacılar, bilimsel çalışmalarının sonucunu, biyomedikal ve cerrahi uygulamalar için benzer LNC aktüatörlerinin kullanılmasına yönelik bir ilham kaynağı olarak görüyorlar. Şimdi sıvı kristal katmanın doğrudan üzerine basıldığı, tamamen 3D baskılı bir robot yaratmayı planlıyorlar. Mevcut robot eliyle bilim adamlarının hâlâ katmanı bir kalıba dökmesi gerekiyordu. Grafen katmanı bir baskı işlemi kullanılarak üretildi. Bilim insanları sıvı kristal basmanın prensipte mümkün olduğunu zaten göstermişti ancak bunu tamamen basılmış bir robotta uygulamak için yine de bir süreç geliştirmeleri gerekiyor.
(olb)