Onderzoekers maken robothuid die zelfstandig van vorm kan veranderen

Amerikaanse wetenschappers hebben een materiaal ontwikkeld dat gebruikt kan worden voor 'zachte robots' die zelfstandig hun vorm kunnen veranderen. Deze robothuid kan in verschillende vormen worden gemaakt, en kan voor medische toepassingen worden ingezet.

Het materiaal is ontwikkeld door het Wyss-instituut, dat verbonden is aan de prestigieuze universiteit van Harvard. Het gaat om zogenaamde Smart Thermally Actuating Textiles, ofwel STATs. Dit is een zacht stuk materiaal dat gevuld is met een vloeistof die de onderzoekers Novec 7000 noemen, maar niet verder specificeren. De vloeistof zorgt ervoor dat de robothuid van vorm kan veranderen en dat werkt met een faseverandering waarbij de vloeistof verdampt.

Door het verdampen van de vloeistof via een temperatuursverhoging zet het materiaal uit, waardoor het van vorm verandert. Volgens de onderzoekers kan de omvang van de STATs tot wel honderd keer groter worden, waarbij ze uiteindelijk een druk krijgen van een doorsnee opgepompte voetbal. Het is daarnaast gemakkelijk te produceren, waardoor het snel in grote aantallen en verschillende vormen kan worden gemaakt.

De temperatuursverandering in het materiaal wordt bewerkstelligd via zilveren draden die via elektrische signalen worden aangestuurd en daardoor warm worden. Er zijn sensoren ingebouwd waardoor een robot die gebruikmaakt van de STATs zelfstandig de temperatuur en dus de vorm van de 'huid' kan regelen.

Volgens de onderzoekers zijn er dus toepassingen in de robotica, waarbij zogenaamde zachte robots gemaakt kunnen worden met het materiaal. Specifiek zien zij op dit moment toepassingen voor revalidatietherapie bij spierproblemen. Door het toepassen van druk zouden spieren en zenuwbanen zich kunnen herstellen na trauma, en dat zou kunnen helpen bij opnieuw leren lopen. Ook zou spierstimulatie door fysieke druk kunnen helpen bij patiënten die aan bed gebonden zijn.

Wanneer er commerciële, medische toepassingen komen voor de robothuid is niet duidelijk. Vooralsnog hebben de wetenschappers hun werk uiteengezet in het vakblad Advanced Materials Technologies, en is verdere ontwikkeling nodig om tot een product te komen. Er wordt overigens al jarenlang onderzoek gedaan naar kunsthuiden voor robots.

Reacties (22)

[Basjuh84]

Na het zien van het filmpje en de bijhorende website, vraag ik me af of ‘robothuid’ de juiste vertaling is. Het lijkt hier meer te gaan om een stuk textiel dat op commando van vorm kan veranderen (uit kan zetten). In het artikel heet het ook ‘robotachtig textile’, wat wijst op het feit dat het textiel zelf de ‘robot’ (actuator) is; aan de andere kant hebben ze het wel steeds over de applicaties in ‘soft robots’, maar ik zie de link niet zo goed. Ik mis even een voorbeeld van de toepassing.
Robothuid wijst wat mij betreft op een stof/materiaal dat de eigenschappen van de menselijke huid nabootst (sensorisch en/of qua ‘feel’). Of zie ik dit fout?

Iemand een idee hoe ze dit willen gaan inzetten als ‘huid’?

[Cuverclub]

Ik zag de afmetingen eerst niet. Als dit in een formaat kleding is zou ik denken aan "back to the future 2" waarin de kleding zich passend aanpast aan het lichaam.
Veel kleinere compartimenten zouden een meer natuurlijk gedrag van robots na kunnen bootsen misschien.
Als het relatief makkelijk en goedkoop is te maken zou de film industrie er ook wel wat mee kunnen ;-)
Luxe inpakpapier vind ik ook een goeie :-) misschien kun je er dan een druk pak mee maken om op de maan te bewegen.
Na een ongeval iemand stabiliseren misschien?
Uiteindelijk zul je met sensoren erin veel meer kunnen bedenken en indien de maatvoering veranderd ook "echte huid vervangen" wie weet?

[jimshatt]

Op de maan heb ik liever een rustig pak.

[BenVenNL]

Inderdaad, luxe noppenfolie dit.

[Nicael]

In de wetenschappelijke literatuur word met robot huid vaak verwezen naar dit soort voorbeelden. Onder het mom van "een jas is een soort van tweede huid".

Zelfs "simpele" sensors bestaande uit een gelaagde structuur die je als een mouw of handschoen kan dragen word robotische huid en/of e-skin genoemd.

Als je geïnteresseerd om meer te lezen bent zie bijvoorbeeld: https://onlinelibrary.wil...ll/10.1002/advs.201500169 wat een (Open Access) literature review is van ontwikkelde e-skins.

[multikoe]

Niet. Dit materiaal zal volgens het artikel gebruikt worden voor "zachte" robots: robots die bewegen zonder mechanische aandrijving. Het "doel" is dus niet om een huid te vormen ter bescherming. De toepassing is robots.
Ik dacht in eerste instantie ook dat het een soort vervangende huid voor mensen zou zijn, maar dat is het dus niet.

[teacup]

Een laagdrempelige toepassing is het verminderen van luchtweerstand bij verplaatsen. Ribbels of kuiltjes in een oppervlak veroorzaken microwervelingen die samen een soort laag boven het oppervlak vormen waardoor de langsstromende lucht minder grip krijgt op het oppervlak. Resultaat: vermindering van luchtweerstand. Al bestaande toepassingen zijn de kuiltjes in het oppervlak van een golfbal, of de ribbels in schaatspakken.

Nog maar eens een paar X-men films kijken voor andere ideeën (Raven), daar kan nog wel meer uitkomen denk ik.

[Reactie gewijzigd door teacup op 23 juli 2024 17:42]

[DigitalExorcist]

Big Hero 6 kijken! Leuke (animatie)film en dit zou wel een toepassing kunnen zijn 😊

[sleezball]

Eerlijk is eerlijk, dat was het eerste wat me te binnen schoot na het lezen van dit artikel.

Big Hero 6 inderdaad, leuke film btw. Trailert...

[Dragunov]

Cape van batman

[Heroic_Nonsense]

T1000.

[KWOAD]

Bij vorm veranderen denk ik aan een ‘textiel’ wat bijv. plat is zich rondom een bol kan vormen.

[T2000Nl]

Wie weet kan het doorontwikkeld worden tot een draagbare airbag.

[f.v.b]

Er wordt niet genoemd wat de temperatuur is waarbij de vloeistof verdampt.

Als dit materiaal in contact moet komen met menselijke huid dan zal de temperatuur waarop de vloeistof verdampt (kookt) hoger moeten liggen dan 37 graden.

Maar vanaf 42 graden raakt huid beschadigt en al eerder zal de warmte oncomfortabel zijn.

Isoleren zou kunnen helpen, maar dan raakt het materiaal de warmte niet snel kwijt als de druk weer verlaagd moet worden.

[Nicael]

Als je kijkt naar de supplementary information bij het artikel gebruiken ze de Novec 7000 van 3M.

Dus een boiling point tussen de 0 en 49 graden Celsius (al staat er niet bij hoe dit te beïnvloeden). Zelfs als het 49 graden zou zijn kan je door een klein laagje lucht het compartiment met de vloeistof thermisch isoleren. Dus de warmte zal geen issue zijn en/of te reguleren zijn.

[GenGF]

Uitermate vreemd om een boiling point range zo te specificeren, net alsof degene die de informatie ingevoerd heeft het zelf niet begreep.

[Aftansert]

Het kookpunt van een stof is sterk afhankelijk van de (druk van de) atmosfeer.

Je kan bijvoorbeeld bij heatpipes met als werkstof water in een atmosfeer van lucht, de boel op zo'n druk zetten waardoor het water kookt bij zeg 30 graden, of 100, of 130.

De 'boiling point range' is meer een garantie van de fabrikant: deze stof werkt goed voor deze temperaturen.

Volgens het datasheet is het kookpunt 1 °C op 1 atm.

[Reactie gewijzigd door Aftansert op 23 juli 2024 17:42]

[DrPoncho]

Van het AMT:

STATs are lightweight and unobtrusive for wearable applications

Wearables zijn het uitgangspunt dus ze zullen er rekening mee gehouden hebben. Hele paper helaas weer achter paywall

[ChAiNsAwII]

Skynet en T-800 here we come.

[MvdO79]

Duurt nog wel even hoor

[ChAiNsAwII]

Dromen zijn bedrog