EO

Materiaal zonder hardware reageert op prikkels van buitenaf

16 oktober 2019 om 13:23 uur

Onderzoekers van Carnegie Mellon University hebben een zacht materiaal ontwikkeld dat zichzelf vervormt in reactie op invloeden van buitenaf. En dit zonder externe hardware. Dit biedt kansen op het gebied van zachte robotica, draagbare technologieën en mens / machine-interfaces.


De bevindingen zijn gepubliceerd in Proceedings van de National Academy of Sciences.


"Het is niet alleen thermisch en elektrisch geleidend, het is ook intelligent", zegt Carmel Majidi, de universitair hoofddocent werktuigbouwkunde die het Soft Machines Lab leidt bij Carnegie Mellon. "Net zoals de mens zich terugtrekt bij het aanraken van iets heets of scherps, detecteert het materiaal aanraking, verwerkt die informatie, en reageert op zijn omgeving zonder externe hardware. Omdat het neuraalachtige elektrische paden heeft, is het een stap dichter bij kunstmatig zenuwweefsel."


Majidi is een pionier in het ontwikkelen van nieuwe materiaalklassen voor gebruik in zachte materie engineering en zachte robotica. Zijn onderzoeksteam heeft eerder geavanceerde materialen gemaakt met behulp van vervormbare vloeibare metalen micro- en nanodruppeltjes van galliumindium. Dit is de eerste keer dat zijn laboratorium deze techniek combineert met vloeibare kristalelastomeren (LCE's).


LCE's zijn als de vloeibare kristallen die worden gebruikt in platte beeldschermen, maar onderling verbonden als in rubber. Omdat ze bewegen wanneer ze worden blootgesteld aan hitte, zijn ze veelbelovende als vervormend materiaal; helaas missen ze de elektrische en thermische geleidbaarheid die nodig is voor de activering van het vormgeheugen. Hoewel stijve vulstoffen kunnen worden opgenomen om de geleidbaarheid te verbeteren, verslechteren deze de mechanische eigenschappen en de vormveranderende eigenschappen van LCE's. De onderzoekers overwonnen deze uitdagingen door het vloeibare metaal gallium indium te combineren met de LCE's om een zacht, rekbaar composiet met ongekende multifunctionaliteit te creëren.

 

Schade

Een ander belangrijk kenmerk van het materiaal is de veerkracht en de reactie op schade. "Schadedetectie gaat een stap verder dan bij eerdere vloeibare metaalcomposieten," verklaarde postdoc en hoofdauteur Michael Ford. "Omdat de schade nieuwe geleidende sporen creëert die vorm-morphing kunnen activeren, reageert de composiet uniek op schade."


Door de hoge elektrische geleidbaarheid van het materiaal kan de composiet communiceren met traditionele elektronica, dynamisch reageren op aanraking, en van vorm veranderen. Hij kan worden gebruikt in elke toepassing die rekbare elektronica vereist: gezondheidszorg, kleding, draagbare computerapparatuur, hulpapparatuur en robots en ruimtevaart.

 

Gerelateerd nieuws

Wie helpt Nasa aan een sensor die Venus overleeft?

Wie helpt Nasa aan een sensor die Venus overleeft?

Venus is een vijandige omgeving voor zowat alles. Inclusief sondes. En hoewel Nasa denkt dat het Venus-resistente elektronica heeft, betekent dit nog niet dat toekomstige rovers klaar zijn om het helse oppervlak van de…

‘Gesensoriseerde huid’ helpt zachte robots hun omgeving te begrijpen

‘Gesensoriseerde huid’ helpt zachte robots hun omgeving te begrijpen

MIT-onderzoekers hebben een robotarm in staat gesteld zijn plek in de 3D-ruimte te begrijpen, alleen door beweging- en positiegegevens van zijn eigen ‘gesensoriseerde huid’ te gebruiken.

20.000 zeemijlen aan ontwikkelingswerk optimaliseert brandstofcelsysteem voor varend waterstof laboratorium

20.000 zeemijlen aan ontwikkelingswerk optimaliseert brandstofcelsysteem voor varend waterstoflaboratorium

De Energy Observer startte in 2017 aan een zes jaar durende ‘energie-autonome’ wereldreis. Het elektrisch aangedreven schip maakt gebruik van diverse vormen van hernieuwbare energie en een systeem dat CO2-vrij…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Semiflexibele printplaten (PCB)

Semiflexibele printplaten bestaan uit gespecialiseerde FR-4-materialen en worden gemaakt volgens een specifieke...

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

25 februari 2020, Neurenberg (DE)

Embedded World

Internationale vakbeurs voor embedded systemen

3 maart 2020, Den Bosch

High Speed and Radio frequency PCBs

Seminar about High Speed and Radio frequency PCBs

4 maart 2020, Veldhoven

RapidPro

Op weg naar de Digitale Productie

Meer agendapunten »