MIT werkt aan samendrukbare robot die zichzelf kan herstellen

Bij een robot denken we meestal aan een solide apparaat, gemaakt uit kunststof of staal. Researchers zoeken echter naarstig naar alternatieve materialen, die robots van de toekomst in staat zullen stellen meer te doen dan we vandaag voor mogelijk achten.

Terminator

Een team van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) in de VS ontwikkelde daartoe een materiaal dat het ene moment zacht is en van vorm kan veranderen, om vervolgens terug hard te worden. Filmfans denken terecht aan Terminator 2, waar de vloeibare T-1000 robot van vorm kon veranderen om zich door krappe openingen te wringen, en zich via die vloeibare staat kon repareren, om vervolgens terug hard te worden.

Anette Hosoi, professor aan MIT, maakte samen met haar assistente Nadia Cheng, een materiaal met gelijkaardige eigenschappen, inclusief het regenererend aspect. Concreet ontwikkelden ze een structuur uit schuim, die ze drenkten in wax. Schuim is een ideaal om samendrukbare componenten te maken. Het laat zich eenvoudig en extreem samendrukken, maar neemt achteraf terug zijn oorspronkelijke vorm aan.

Hard en zacht

Een onderdeel dat altijd te vervormen valt is echter waardeloos als bouwmateriaal voor robots. Om met hun omgeving te kunnen om gaan moeten de dingen kracht kunnen uitoefenen, niet enkel om zich voort te bewegen maar ook om nuttige taken uit te voeren, zoals iets uit de weg duwen of een voorwerp vastnemen. Daarom gebruikten de onderzoekers de wax. In zijn gekoelde vorm houdt die de schuimstructuur sterk en rigide, maar wanneer de stof wordt opgewarmd wordt ze snel vloeibaar en verliest ze haar ondersteunende kracht.

Het opwarmen en afkoelen van de wax kan met een draadje dat doorheen de schuimstructuur loopt. Op kamertemperatuur is het onderdeel dan stevig, en kan het met de omgeving interageren, maar zodra de draadjes in de structuur opgewarmen, smelt de wax en kan het materiaal alle vormen aannemen. Zo kan het helemaal platgedrukt worden, of door een kleine opening worden geperst.

Zodra het geheel niet meer plooibaar mag zijn, stoppen de draadjes met warmte te leveren en stolt de wax terug. Het voordeel is dat de wax in zijn vloeibare vorm zich terug even over het schuim verspreid. Zo worden eventuele beschadigingen, die in de rigide vorm werden opgelopen, gerepareerd.

Reddingsoperatie

Het team van MIT ziet veel wereldverbeterende toepassingen voor hun nieuw materiaal. Ze denken luidop aan robots voor het zoeken naar overlevenden onder puin. Die reddingsrobots zouden zich immers door de meest ondoordringbare puinhoop kunnen wurmen. Ook in de medische wereld zijn toepassingen eenvoudig te bedenken. Een plooibare robot kan zich doorheen het lichaam bewegen tot op de bestemming, zonder onderweg accidentiele schade aan te richten.

Het bouwmateriaal ziet er, toegegeven, nog niet zo spectaculair uit dan het vloeibare metaal van de T-1000 maar toch zijn er ook militaire toepassingen mogelijk. De Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) in de VS is om begrijpelijke redenen enthousiast over een robot die zich door een klein gaatje kan persen om dan terug zijn oorspronkelijke vorm aan te nemen en zich rond te bewegen.

Het materiaal dat de onderzoekers maakten is zonder enige twijfel hoogtechnologisch, maar toch is het niet duur. Zodra de technologie op punt staat, en er ook daadwerkelijk semi-plooibare robots ontwikkeld worden, zal de kostprijs dus geen bezwaar zijn.