[ad_1]
I ricercatori riferiscono di aver sviluppato un nuovo materiale composito progettato per modificare i comportamenti a seconda della temperatura al fine di svolgere compiti specifici. Questi materiali sono pronti a far parte della prossima generazione di robotica autonoma che interagirà con l’ambiente.
Il nuovo studio condotto dalla professoressa di ingegneria civile e ambientale Urbana-Champaign dell’Università dell’Illinois Shelly Zhang e dallo studente laureato Weichen Li, in collaborazione con il professor Tian Chen e lo studente laureato Yue Wang dell’Università di Houston, utilizza algoritmi informatici, due distinti polimeri e immagini 3D stampa per decodificare un materiale che si espande e si contrae in risposta al cambiamento di temperatura con o senza intervento umano.
I risultati dello studio sono riportati sulla rivista Progressi della scienza.
“Creare un materiale o un dispositivo che risponda in modi specifici a seconda del suo ambiente è molto difficile da concettualizzare utilizzando solo l’intuizione umana: ci sono così tante possibilità di progettazione là fuori”, ha detto Zhang. “Così, invece, abbiamo deciso di lavorare con un algoritmo informatico per aiutarci a determinare la migliore combinazione di materiali e geometria.”
Il team ha innanzitutto utilizzato la modellazione computerizzata per concettualizzare un composito a due polimeri che può comportarsi diversamente a varie temperature in base all’input dell’utente o al rilevamento autonomo.
“Per questo studio, abbiamo sviluppato un materiale che può comportarsi come una gomma morbida alle basse temperature e come una plastica rigida alle alte temperature”, ha detto Zhang.
Una volta trasformato in un dispositivo tangibile, il team ha testato la capacità del nuovo materiale composito di rispondere ai cambiamenti di temperatura per eseguire un compito semplice: accendere le luci a LED.
“Il nostro studio dimostra che è possibile progettare un materiale con capacità di rilevamento intelligente della temperatura e prevediamo che ciò sia molto utile nella robotica”, ha affermato Zhang. “Ad esempio, se la capacità di carico di un robot deve cambiare al variare della temperatura, il materiale” saprà “adattare il suo comportamento fisico per fermarsi o eseguire un compito diverso.”
Zhang ha affermato che uno dei tratti distintivi dello studio è il processo di ottimizzazione che aiuta i ricercatori a interpolare la distribuzione e le geometrie dei due diversi materiali polimerici necessari.
“Il nostro prossimo obiettivo è utilizzare questa tecnica per aggiungere un ulteriore livello di complessità al comportamento programmato o autonomo di un materiale, come la capacità di percepire la velocità di una sorta di impatto da parte di un altro oggetto”, ha affermato. “Questo sarà fondamentale affinché i materiali robotici sappiano come rispondere ai vari pericoli sul campo.”
La National Science Foundation ha sostenuto questa ricerca.
[ad_2]
Source link
