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

Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий

Когда речь заходит о сверхпроводящих куби...

Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов
Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов

Исследователи из Калифорнийского универси...

PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути
PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути

Исследователи из Принстона применили спле...

Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ
Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ

Ученые из Томского политехнического униве...

Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света
Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света

В основе глобальной интернет-связи лежит оптич...

Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения
Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения

Мемристорные устройства представляют собой кат...

Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников
Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников

Замещающее легирование чужеродными элементами ...

Angewandte Chemie: Ученые объяснили, почему металлы превращаются в стекло
Angewandte Chemie: Ученые объяснили, почему металлы превращаются в стекло

Если проникнуть глубоко-глубоко под повер...

Создан катализатор для преобразования нитратного загрязнения в аммиак
Создан катализатор для преобразования нитратного загрязнения в аммиак

Загрязнения, извергаемые бурно развивающейся м...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Лесовосстановления недостаточно для возмещения углерода от заготовки древесины
Лесовосстановления недостаточно для возмещения углерода от заготовки древесины
Optica Quantum: Ученые разработали новый метод определения квантовых состояний
Optica Quantum: Ученые разработали новый метод определения квантовых состояний
Новая реалистичная компьютерная модель поможет роботам собирать лунную пыль
Новая реалистичная компьютерная модель поможет роботам собирать лунную пыль
С помощью GPT-4 создали видеоуроки по педиатрии для слабо обеспеченных больниц
С помощью GPT-4 создали видеоуроки по педиатрии для слабо обеспеченных больниц
Телескоп Джеймс Уэбб обнаружил следы нейтронной звезды в легендарной сверхновой
Телескоп Джеймс Уэбб обнаружил следы нейтронной звезды в легендарной сверхновой
Нервная анорексия у мужчин опасна для жизни
Нервная анорексия у мужчин опасна для жизни
Nicotine & Tobacco Research: Запрет сигарет с ментолом помогает бросить курить
Nicotine & Tobacco Research: Запрет сигарет с ментолом помогает бросить курить
Мальротацию кишечника новорожденных помогут распутать лягушачьи икринки
Мальротацию кишечника новорожденных помогут распутать лягушачьи икринки
Новое исследование роли дофамина поможет лечить болезнь Паркинсона
Новое исследование роли дофамина поможет лечить болезнь Паркинсона
Nature Comm: Младенцев с синдромом Дауна в древности почитали как особенных
Nature Comm: Младенцев с синдромом Дауна в древности почитали как особенных
Крошечную метку на замену RFID сделали еще надежнее
Крошечную метку на замену RFID сделали еще надежнее
Освоение космоса: остановить нельзя развивать
Освоение космоса: остановить нельзя развивать
Гигантские антарктические морские пауки удивили всех отношением к потомству
Гигантские антарктические морские пауки удивили всех отношением к потомству
Геномы бабочек и мотыльков практически не изменились за 250 млн лет эволюции
Геномы бабочек и мотыльков практически не изменились за 250 млн лет эволюции

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса