Новый материал может выполнять различные задачи в зависимости от температуры

Исследователи сообщают, что разработали новый композитный материал, способный менять поведение в зависимости от температуры для выполнения определенных задач. Эти материалы могут стать частью следующего поколения автономных роботов, которые будут взаимодействовать с окружающей средой.

В новом исследовании, проведенном профессором гражданского и экологического строительства Университета Иллинойса Урбана-Шампейн Шелли Чжан и аспирантом Вейчен Ли в сотрудничестве с профессором Тянь Ченом и аспирантом Юэ Вангом из Хьюстонского университета, используются компьютерные алгоритмы, два разных полимера и 3D-печать для создания материала, который расширяется и сжимается в зависимости от изменения температуры без вмешательства человека.

О результатах исследования сообщается в журнале Science Advances.

Создание материала или устройства, которое будет реагировать на окружающую среду особым образом, очень сложно концептуализировать с помощью одной лишь человеческой интуиции — существует огромное количество возможностей для дизайна, — отмечает Чжан.

Поэтому мы решили работать с компьютерным алгоритмом, который поможет нам определить наилучшее сочетание материалов и геометрии.

Сначала команда использовала компьютерное моделирование, чтобы разработать концепцию двухполимерного композита, который может вести себя по-разному при различных температурах, основываясь на данных пользователя или автономных датчиков.

Для этого исследования мы разработали материал, который может вести себя как мягкая резина при низких температурах и как жесткий пластик при высоких температурах, — говорит Чжан.

После изготовления осязаемого устройства команда протестировала способность нового композитного материала реагировать на изменения температуры для выполнения простой задачи — включения светодиодных лампочек.

Нажмите здесь, чтобы посмотреть видео с объяснением этого исследования.

Наше исследование демонстрирует, что можно создать материал с интеллектуальными возможностями определения температуры, и мы представляем, что это может быть очень полезно в робототехнике, — сказала Чжан.

Например, если грузоподъемность робота должна измениться при изменении температуры, материал «поймет», что нужно адаптировать свое физическое поведение, чтобы остановиться или выполнить другую задачу.

Чжан отметил, что одной из отличительных черт исследования является процесс оптимизации, который помогает исследователям интерполировать распределение и геометрию двух различных необходимых полимерных материалов.

Наша следующая цель — использовать эту методику, чтобы добавить еще один уровень сложности к запрограммированному или автономному поведению материала, например, способность чувствовать скорость удара другого объекта, — заключает она.

Это будет очень важно для робототехнических материалов, чтобы знать, как реагировать на различные опасности в полевых условиях.

28.11.2023


Подписаться в Telegram



Хайтек

Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность

3D-печать меняет правила игры: она дает б...

Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом

Физики научились управлять светом в кроше...

Тараканы-киборги — спасатели ближайшего будущего
Тараканы-киборги — спасатели ближайшего будущего

От зон стихийных бедствий до экстрем...

Томские ученые раскрыли секреты молекулярных взаимодействий
Томские ученые раскрыли секреты молекулярных взаимодействий

Ученые из Томского политехнического униве...

100 миллионов за молекулярный прорыв: в Уфе запустили супер-спектрометр
100 миллионов за молекулярный прорыв: в Уфе запустили супер-спектрометр

В Уфимском федеральном исследовательском центр...

От идеи до Росатома: история успеха проекта RSP
От идеи до Росатома: история успеха проекта RSP

В НИЯУ МИФИ создали онлайн-сервис —...

CARMA II — автономный робот, который делает ядерные объекты безопаснее
CARMA II — автономный робот, который делает ядерные объекты безопаснее

Передовая роботизированная система CARMA II ус...

Нейросети будущего: поляритоны в СПбГУ бьют рекорды точности
Нейросети будущего: поляритоны в СПбГУ бьют рекорды точности

Ученые из Санкт-Петербургского государств...

MIT учит дронов избегать столкновений: новый метод GCBF+
MIT учит дронов избегать столкновений: новый метод GCBF+

Инженеры из MIT придумали, как сдела...

Фокус на будущее: киноформные линзы меняют правила игры
Фокус на будущее: киноформные линзы меняют правила игры

Сотрудники лаборатории 3D-печати функциональны...

Российский минерал совершил революцию в мире двумерных материалов
Российский минерал совершил революцию в мире двумерных материалов

Ученые Томского политехнического университета ...

Свет из земли: как глина превратилась в дисплей
Свет из земли: как глина превратилась в дисплей

Мир дисплеев скоро изменится благодаря новым м...

В МИФИ создан радиоизотопный прибор для отечественной металлургии
В МИФИ создан радиоизотопный прибор для отечественной металлургии

В Национальном исследовательском ядерном униве...

Преодоление физических барьеров: на пути к новым квантовым технологиям
Преодоление физических барьеров: на пути к новым квантовым технологиям

Комментирует профессор Майя Вергниори, которая...

Впервые в России: в Катайске начали выпуск уникальных насосов
Впервые в России: в Катайске начали выпуск уникальных насосов

Катайский насосный завод, который находится в&...

Ученые ТПУ продемонстрировали, как у капель появляются «пальцы»
Ученые ТПУ продемонстрировали, как у капель появляются «пальцы»

Исследователи из Томского политехническог...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям

Новости компаний, релизы

Более 200 нижегородцев посетили научные кинопоказы честь Дня российской науки
Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
На Фестивале «Москва — Точка старта» победили проекты из МИФИ
В Калуге обсудили меры поддержки молодых учёных региона
Международные эксперты оценили разработанную для нижегородского завода технологию