تولید مواد رباتیک با الهام از دانه‌های برنج

محققان موفق شدند با الهام از دانه‌های برنج نوعی ماده هوشمند جدید بسازند که برای تولید ربات قابل‌استفاده است.

به نقل از اینترستینگ انجینیرینگ، ماده هوشمند ساخته شده با الهام ازدانه های برنج می‌تواند به‌صورت خودکار سختی و رفتار مکانیکی خود را بسته به سرعت و نوع فشار تغییر دهد.

این مواد واکنشی بدون نیاز به حسگرها، منابع تامین قدرت یا کنترل الکترونیکی فعال، نسبت به نیروهای واردشده واکنش نشان داده و وقتی فشاری به‌آرامی اعمال می‌شود، این مواد سخت و مقاوم باقی می‌مانند، اما اگر همان نیرو با سرعت بالا وارد شود، ساختارشان نرم‌تر شده یا خم می‌شوند.

این رفتار غیرمعمول، که در دانه‌های برنج تحت عنوان نرم‌شدگی وابسته به سرعت شناخته می‌شود، زمانی رخ می‌دهد که اصطکاک بین دانه‌های فشرده‌شده در سرعت‌های بالا به‌طور ناگهانی کاهش یابد و نیروهای داخلی که بار را تحمل می‌کنند ضعیف شوند.

پژوهشگران با ترکیب دانه‌های برنج با مواد دیگر مانند شن که در برابر فشارهای سریع مقاومت بیشتری نشان می‌دهد، موفق شده‌اند یک ترکیب دانه‌ای بسازند که بر اساس سرعت انتقال فشار رفتاری متفاوت از خود نشان می‌دهد، بدون اینکه نیازمند ابزار الکترونیک، حسگر یا کنترل فعال باشد.

این فناوری می‌تواند در حوزه ساخت ربات‌های نرم تحول ایجاد کند، زیرا منجر به تولید ربات‌هایی با مواد سبک‌تر، ایمن‌تر و سازگارتر می‌سازد که بسته به شرایط محیطی و نوع نیرو، سختی خود را تنظیم می‌کنند. این ويژگی برای کار با انسان‌ها، حرکت در محیط‌های دشوار و انجام امور ظریف مانند کمک در جراحی بسیار باارزش است.

علاوه بر این، این مواد واکنش‌پذیر می‌توانند در طراحی تجهیزات حفاظتی پویا نیز کاربرد داشته باشند؛ مثلاً لباس‌های محافظ یا کلاه‌هایی که به طور خودکار در برابر ضربه‌های شدید سخت‌تر می‌شوند و انرژی ضربه را بهتر جذب می‌کنند و در عین حال در شرایط عادی نرم و راحت باقی می‌مانند.