Valolla ohjattava nestekidemuovi on saatu liikkumaan ja tarttumaan esineisiin, kertovat Tampereen ja Aalto-yliopiston tutkijat. Tulos voi olla askel kohti uusia pehmeän robotiikan sovelluksia tulevaisuudessa. Uudenlaisen valorobotin toimintaa voit tutusta uutiseen linkitetyn nettivideon kautta.
Aalto-yliopiston ja Tampereen yliopiston tutkijat onnistuivat aiemmassa tutkimuksessa ehdollistamaan kiinteän geelin niin, että se suli juoksevaksi pelkkien valojen vaikutuksesta. Nyt materiaalitutkijat ehdollistivat nestekidemuovin valon ja lämmön avulla niin, että lopulta pelkkä valo riitti aikaansaamaan halutun toiminnan ja opettaneet nestekidemateriaalin kulkemaan ja tarttumaan oikeanväriseen astiaan.
”Nestekidemuovi ei ensin reagoinut valoon lainkaan, mutta se oppi prosessin aikana kulkemaan ja tarttumaan esineisiin valon ohjauksesta. Idea on sama kuin aiemmassa tutkimuksessa, mutta oppiminen sisältää nyt näkyviä toimintoja”, kertoo Aalto-yliopiston professori Olli Ikkala. Uudenlaista oppimista voidaan Olli Ikkalan mukaan hyödyntää pehmeässä robotiikassa melko nopeallakin aikataululla, vaikka toiminnot ovatkin vielä rajallisia.
Pehmeät robotit ottavat mallia ihmiskehosta ja luonnosta. Niiden inspiraationa ovat esimerkiksi mustekalat – jokaista robotin lonkeroa voisi käyttää tarkasti määriteltyä toimintaa varten.
”Koska toiminnallisia materiaaleja voi valon ja lämmön lisäksi ohjata monenlaisilla muilla ärsykkeillä, kuten sähkö- ja magneettikentillä, kosteusmuutoksilla tai erilaisilla kemikaaleilla, vaihtoehtoja tämän konseptin jatkokehittämiselle on lukuisia. Lisäksi materiaalissa täytyy olla jokin muisti, joka voidaan aktivoida ulkoisella ärsykkeellä”, toteaa tutkimusryhmän Arri Priimägi.
Seuraavaksi tutkijat haluavat selvittää, voidaanko materiaalit ehdollistaa myös täysin toisistaan riippumattomilla signaaleilla. Valo ja lämpö eivät ole täysin toisistaan riippumattomia, sillä valokin tuottaa lämpöä. Tulevaisuudessa voidaan mahdollisesti luoda esimerkiksi pinnoitusmateriaaleja, jotka muuttavat toimintaansa eri olosuhteissa.
Tutkimus toteutettiin Suomen Akatemian Biosynteettisten hybridimateriaalien molekyylimuokkauksen huippuyksikössä (HYBER), ja osana Suomen Akatemian rahoittamaa fotoniikan PREIN-lippulaivahanketta.
Hanke on rahoitettu Euroopan tiedeneuvoston (European Research Council) hankkeista DRIVEN ja PHOTOTUNE. Tutkimusryhmässä ovat Tampereen yliopiston Olli Ikkalan ja Arri Priimäen lisäksi tutkijatohtorit Hang Zhang Aalto-yliopistosta sekä Hao Zeng Tampereen yliopistosta.
Lisää: Esittelyvideo (LINKKI)