Μια ομάδα μηχανικών από το University of Nebraska–Lincoln παρουσίασε ένα πρωτοποριακό project στον τομέα της ρομποτικής, που φέρνει την τεχνολογία ένα βήμα πιο κοντά σε υλικά που μιμούνται την ανθρώπινη επιδερμίδα. Η ομάδα, υπό την καθοδήγηση του Eric Markvicka και με τη συμμετοχή των φοιτητών Ethan Krings και Patrick McManigal, δημιούργησε έναν τεχνητό μυ που μπορεί να αυτοεπιδιορθώνεται αυτόνομα, χωρίς την ανάγκη εξωτερικής παρέμβασης. Το project τους απέσπασε διεθνή αναγνώριση, επιλεγμένο ως ένα από τα 39 καλύτερα άρθρα ανάμεσα σε περισσότερες από 1.600 υποβολές, στο IEEE International Conference on Robotics and Automation που πραγματοποιήθηκε στην Ατλάντα.
Η ιδέα προέκυψε από την ανάγκη να καλυφθεί ένα από τα πιο σύνθετα κενά στη «μαλακή ρομποτική» και τη βιομιμητική: να δημιουργηθούν υλικά που όχι μόνο είναι ευέλικτα και προσαρμοστικά, αλλά έχουν και την ικανότητα να αντιδρούν σε ζημιές όπως το ανθρώπινο δέρμα, αυτοθεραπεύοντας. Το αποτέλεσμα είναι μια δομή τριών στρωμάτων: στη βάση βρίσκεται μια ηλεκτρονική σιλικόνη με μικροσφαιρίδια υγρού μετάλλου, που ανιχνεύει με ακρίβεια τις βλάβες, πάνω από αυτήν υπάρχει ένα στρώμα θερμοπλαστικού ελαστομερούς που εκτελεί τη λειτουργία της αυτοεπιδιόρθωσης, και τέλος, ένα στρώμα ενεργοποίησης που επιτρέπει την κίνηση μέσω έγχυσης νερού.
Η λειτουργία του υλικού είναι εντυπωσιακή: όταν προκληθεί ζημιά, η ηλεκτρονική «επιδερμίδα» την εντοπίζει αμέσως. Στη συνέχεια, ένα ενσωματωμένο σύστημα ηλεκτρικών ρευμάτων διοχετεύει επιπλέον ενέργεια στην πληγείσα περιοχή, μετατρέποντάς την σε ένα είδος «θερμαντικού σώματος Joule». Η παραγόμενη θερμότητα διαλύει το ελαστομερές και επιτρέπει τη συγκόλληση του υλικού, αποκαθιστώντας τη ζημιά.
Το πιο καινοτόμο στοιχείο όμως είναι η διαδικασία του «reset». Μετά την επιδιόρθωση, το ηλεκτρικό ίχνος της ζημιάς εξαφανίζεται μέσω μιας μεθόδου που ονομάζεται ηλεκτρομετανάστευση, μια διαδικασία που συνήθως θεωρείται ελάττωμα στα ηλεκτρικά κυκλώματα. Στην περίπτωση αυτή όμως, εκμεταλλεύεται αυτή τη δυνατότητα για να διαγράψει επιλεκτικά το μονοπάτι της ζημιάς, καθιστώντας το σύστημα επαναχρησιμοποιήσιμο πολλές φορές.
Οι εφαρμογές αυτής της τεχνολογίας είναι πολλαπλές και πολύ σημαντικές. Στον γεωργικό τομέα, για παράδειγμα, τα ρομπότ που εργάζονται στα χωράφια συχνά διατρέχουν κίνδυνο ζημιάς από αιχμηρά αντικείμενα όπως αγκάθια ή πλαστικά θραύσματα. Ένας τεχνητός μυς που αυτοθεραπεύεται θα μπορούσε να παρατείνει τη διάρκεια ζωής αυτών των μηχανών, μειώνοντας τα έξοδα και τη συντήρηση. Παρόμοια οφέλη αναμένονται και σε φορητές ιατρικές συσκευές, όπου η αξιοπιστία είναι ζωτικής σημασίας σε καθημερινή χρήση.
Η περιβαλλοντική διάσταση είναι επίσης αξιοσημείωτη, καθώς η παράταση της ζωής των ηλεκτρονικών συσκευών συνεπάγεται μείωση των ηλεκτρονικών αποβλήτων, συμβάλλοντας έτσι στην προστασία της υγείας και του περιβάλλοντος.
Ο Eric Markvicka τονίζει πως αυτή η πρόοδος αποτελεί σημαντικό βήμα προς την κατεύθυνση δημιουργίας πιο «έξυπνων» μηχανών και υλικών, που θα αντιδρούν στις φθορές όπως ένα ζωντανό ον. Αν στο μέλλον κατορθώσουμε να αναπτύξουμε υλικά που όχι μόνο προσαρμόζονται, αλλά και αυτοθεραπεύονται, θα ανοίξουν νέες προοπτικές σε τομείς όπως η ρομποτική, η καταναλωτική ηλεκτρονική, η ιατρική και ακόμη και η εξερεύνηση του Διαστήματος.
[via]
