Varşova Üniversitesi Fizik Fakültesi’ndeki araştırmacılar, sıvı kristal elastomer teknolojisini kullanarak (İng: liquid crystal elastomer technology), Floransa’daki LENS Enstitüsü’nde, doğanın kendisinden ilham alınarak yapılmış ve doğal boyutlarda bir tırtılın hareketlerini taklit edebilen mikro ölçekte bir robot geliştirmeyi başardılar. 15 milimetre uzunluğundaki yumuşak robot, enerjisini yeşil ışıktan sağlıyor ve uzamsal olarak düzenlenebilen lazer ışınlarıyla kontrol edilebiliyor. Düz yüzeyler üzerinde hareket edebilmesinin dışında, eğimli yüzeylere tırmanabiliyor, dar aralıklardan geçebiliyor ve yük taşıyabiliyor.

Onlarca yıldır bilim insanları ve mühendisler, doğada mevcut hareket modellerini taklit edebilen robotlar geliştirmeye çalışıyorlar. Bu tasarımların pek çoğu, elektrikle veya havayla uyarılan sert iskelet ve eklem yapılarını içeriyor. Bununla birlikte doğada çok sayıda canlı, yaşadıkları ortamı yumuşak bedenlerini kullanarak dolaşabiliyor. Örneğin toprak solucanları, salyangozlar ve larva biçimindeki böcekler farklı teknikler kullanarak karmaşık çevre koşullarında etkili bir biçimde hareket edebiliyorlar. Günümüze kadar, yumuşak yapılı robot geliştirme girişimleri büyük ölçeklerle sınırlı kalmıştı (genellikle onlarca santimetre uzunlukta) ve çoğunlukla bunun temel nedeni güç yönetimi ve uzaktan denetimde yaşanan sıkıntılardı.

Sıvı Kristal Elastomerler (LCE’ler), görünür ışık altında büyük şekil değişiklikleri gösterebilen akıllı malzemelerdir. En son geliştirilen tekniklerle beraber, bu yumuşak malzemeleri önceden belirlenmiş uyarılma performansı ile keyfi olarak üç boyutlu biçimlerde modelleyebilmek mümkün. Işıkla tetiklenen şekil değiştirme mekanizması, sayısız ayrı uyarıcılar olmasa bile, tek parçalı LCE yapısının karmaşık eylemler gerçekleştirmesine olanak tanıyor.

Varşova Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, İtalya’daki LENS Enstitüsü ve İngiltere’deki Cambridge Üniversitesi’ndeki araştırmacıların iş birliğiyle, tek parçalı optomekanik sıvı krital elastomerler ile doğal boyutlarında yumuşak bir tırtıl robot tasarımı geliştirmeyi başardılar. Robotun gövdesi, desenli moleküler hizalama uygulanmış ışığa hassas elastomer şeridinden yapıldı. Hareket deformasyon örüntüsünü kontrol ederek, robot doğadaki akrabalarının pek çok hareketini taklit edebiliyor. Eğimli yüzeylerde hareket edebiliyor, dar aralıklardan geçebiliyor ve ağırlığının onlarca katı cisimleri itebiliyor, böylelikle zor koşullarda çalışabilme yeteneği gösteriyor ve gelecekteki potansiyel uygulamaları hakkında fikir veriyor.

Projeyi yürüten, Varşova Üniversitesi Fizik Fakültesi Fotonik Nanoyapılar Tesisi’nin yöneticisi Piotr Wasylczyk, “Yumuşak robotlar tasarlamak, mekaniklerinde, enerji kaynaklarında ve kontrol edilmelerinde yeni paradigmalar gerektiriyor. Şu anda doğadan ders almaya başlıyoruz ve tasarımlarımızdaki yaklaşımlarımızı doğal evrimle ortaya çıkan yaklaşımlara doğru değiştiriyoruz.” diye anlatıyor.

Araştırmacılar, materyallerin, üretim tekniklerinin ve tasarım stratejilerinin yeniden ele alınmasının, mikro ve milimetre ölçeklerdeki yumuşak robot üretiminde, hem yüzeyde hem suyun altında yüzebilen ve uçabilen robotların da dahil olduğu, yepyeni alanlar açabileceğine inanıyorlar.

---

Kaynak:

• Natural scale caterpillar soft robot is powered and controlled with light <https://www.sciencedaily.com/releases/2016/08/160818102611.htm>


• Light-Driven Soft Robot Mimics Caterpillar Locomotion in Natural Scale http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adom.201600503/abstract;jsessionid=0E973304A0DBCDE0CA249767ACCFEBB1.f01t02


• DOI: 10.1002/adom.201600503

---