Interesant

Cercetătorii 3D imprimă obiecte inteligente fără creier cu „Logică întruchipată”

Cercetătorii 3D imprimă obiecte inteligente fără creier cu „Logică întruchipată”

În ceea ce poate părea mai mult decât magic decât ingineria, cercetătorii de la Școala de Inginerie și Științe Aplicate de la Universitatea din Pennsylvania au produs obiecte fără creier sau sistem nervos capabile să ia decizii sofisticate, caracteristică pe care ei o numesc „logică întruchipată”. Cel mai bun dintre toate, obiectele sunt imprimate 3D!

Inspirat de capcana pentru muste Venus

Inginerii s-au inspirat din abilitatea capcanei zburătoare a lui Venus, fie de a prinde potențialele pradă, fie de a respinge ceea ce nu poate mânca.

Apoi, jucând cu „materiale receptive la stimuli și principii geometrice”, echipa de cercetători a proiectat structuri capabile să decidă asupra răspunsurilor adecvate la indicii de mediu folosind „machiajul fizic și chimic singur”.

Pentru a realiza acest lucru, inginerii au folosit structuri bistabile datorită faptului că pot susține una dintre cele două configurații pe termen nelimitat.

"Bistabilitatea este determinată de geometrie, în timp ce capacitatea de reacție provine din proprietățile chimice ale materialului", a spus Jordan Raney, profesor asistent la Departamentul de Inginerie Mecanică și Mecanică Aplicată al Penn Engineering.

„Abordarea noastră utilizează imprimarea 3D cu mai multe materiale pentru a face legătura între aceste câmpuri separate, astfel încât să putem valorifica capacitatea de reacție a materialului pentru a schimba parametrii geometrici ai structurilor noastre în modurile corecte.”

Ceea ce înseamnă acest lucru este că obiectele tipărite 3D ale echipei pot lua mai multe configurații ca răspuns la fenomenul de mediu predeterminat.

Fără un creier, un sistem nervos, orice motoare sau baterii, obiectele răspund la modificări ale stimulilor din mediu, cum ar fi umiditatea.

Jucând cu mai mulți factori

„Acest comportament bistabil depinde aproape în totalitate de unghiul grinzilor și de raportul dintre lățimea și lungimea acestora”, a explicat Raney.

"Comprimarea rețelei stochează energie elastică în material. Dacă am putea folosi în mod controlabil mediul înconjurător pentru a modifica geometria grinzilor, structura ar înceta să fie bistabilă și ar elibera în mod necesar energia de deformare stocată. Ai avea un actuator care nu Nu am nevoie de echipamente electronice pentru a determina dacă și când ar trebui să apară acționarea. "

Echipa s-a jucat și cu „raportul lungime / lățime de pornire a grinzilor”. Aici tehnica de imprimare 3D a fost esențială, deoarece a permis încorporarea diferitelor materiale în aceeași imprimare, oferind obiectelor rezultate răspunsuri multiple de schimbare a formei, inclusiv secvențiale.

„De exemplu”, a spus Yijie Jiang, cercetător postdoctoral în laboratorul Raney, „am demonstrat logica secvențială prin proiectarea unei cutii care, după expunerea la un solvent adecvat, se poate deschide în mod autonom și apoi se poate închide după un timp predefinit. capcană artificială Venus care se poate închide numai dacă se aplică o sarcină mecanică într-un interval de timp desemnat și o cutie care se deschide numai dacă sunt prezente atât ulei cât și apă. "

Lucrarea are aplicații potențiale în microfluidică sau chiar în furnizarea de senzori în medii dure izolate, probabil chiar și pe alte planete.

Deoarece materialele nu necesită baterii sau niciun fel de suport sau intervenție umană, acești senzori ar putea rămâne în stare latentă timp de ani de zile și ar putea fi activate doar de indicii de mediu corecți.

Nu am fi surprinși dacă o colaborare NASA a fost realizată în curând. Între timp, studiul cu acces liber care descrie lucrarea este publicat în jurnalComunicări despre natură.


Priveste filmarea: Managementul conflictelor- Zoltan Veres (Noiembrie 2021).