Inspirati de caracatițe, cercetătorii au dezvoltat o structură care simte, calculează și răspunde fără nicio prelucrare centralizată – creând un dispozitiv care nu este chiar un robot și nu este nici computer, dar are caracteristici ale ambelor. Noua tehnologie are o promisiune pentru utilizarea într-o varietate de aplicații, de la robotică soft pana la dispozitive protetice.
„Numim aceasta ca logică tactilă soft, și am dezvoltat o serie de prototipuri care demonstrează capacitatea sa de a lua decizii la nivel de material – unde senzorul primește date de intrare, mai degrabă decât să se bazeze pe un sistem logic logic, bazat pe semiconductor”, spune Michael Dickey, co-autor corespondent al unei lucrări și Alcoa, profesor de inginerie chimică și biomoleculară la Universitatea de Stat din Carolina de Nord.
„Abordarea noastră a fost inspirată de caracatițe, care au un creier centralizat, dar care au și structuri neuronale semnificative pe brațele lor. Acest lucru ridică posibilitatea ca brațele să poată lua decizii pe baza aportului senzorial, fără instrucțiuni directe de la creier.”
La baza prototipurilor logice tactile soft se află o structură comună: pigmenți care își schimbă culoarea la diferite temperaturi, amestecate într-o formă de silicon moale, extensibilă. Acest silicon pigmentat conține canale care sunt umplute cu metal in stare lichida la temperatura camerei, creând eficient un sistem nervos de sârmă squishy.
Apăsarea sau întinderea siliconului deformează metalul lichid, ceea ce își mărește rezistența electrică, ridicându-și temperatura pe măsură ce trece curentul. Temperatura mai mare declanșează schimbarea culorii în coloranții sensibili la temperatură din jur. Cu alte cuvinte, structura generală are un mijloc reglabil de a sesiza atingerea și încordarea.
Cercetătorii au dezvoltat, de asemenea, prototipuri logice tactile soft, în care această aceeași acțiune – deformarea metalului lichid prin atingere – redistribuie energia electrică către alte părți ale rețelei, determinând schimbarea culorilor, activarea motoarelor sau aprinderea luminilor. Atingerea siliconului într-un singur punct creează un răspuns diferit decât atingerea în două puncte; în acest fel, sistemul realizează o logică simplă ca răspuns la atingere.
„Aceasta este o dovadă a conceptului care demonstrează un nou mod de a gândi cum putem realiza luarea deciziilor în materiale soft”, spune Dickey.
„Există organisme vii care pot lua decizii fără să se bazeze pe un procesor rigid centralizat. Imitând această paradigmă, am arătat o logică distribuită bazată pe materiale, folosind materiale complet soft.”
În prezent, cercetătorii explorează modalități de a realiza circuite soft mai complexe, inspirate de senzorii și actuatoarele sofisticate inspirate din sistemele biologice.
Lucrarea, „Materials tactile logic via innervated soft thermochromic elastomers”, este publicata in revista Nature Communications.
Primul autor al lucrării este Yang Jin, fost savant în vizită la NC State și fost doctorand si student la Universitatea Jiangnan. Autorul corespondent al lucrării este Mingqiao Ge al Universității Jiangnan. La lucrarea de cercetare a fost co-autori Yiliang Lin și Ishan Joshipura, fost doctorand si studenți la NC State; precum și Abolfazi Kiani, profesor vizitator la NC State, care este, de asemenea, la facultatea Universitatea din Isfahan.
Sursa: NC State