28/02/2023
Door Ad Spijkers
De zachte robot zou artsen in de toekomst kunnen helpen bij het uitvoeren van operaties.
Een kleine robot zou op een dag artsen kunnen helpen bij het uitvoeren van operaties. De inspiratie is afkomstig van het ongelooflijke grijpvermogen van gekko's en de efficiënte voortbeweging van rupsen van bepaalde vlinders. De robot is ontwikkeld door wetenschappers van de University of Waterloo (120 km westelijk van Toronto). Hij maakt gebruik van ultraviolet (UV) licht en magnetisme om op elk oppervlak te bewegen, zelfs op muren en over plafonds.
Geen externe voeding
Het is de eerste zachte robot in zijn soort die geen aansluiting op een externe voeding nodig heeft. Hierdoor is bediening op afstand mogelijk voor toepassingen zoals het assisteren van chirurgen en het zoeken naar anders ontoegankelijke plaatsen. Volgens de onderzoekers is het de eerste keer dat een holistische zachte robot op omgekeerde oppervlakken is geklommen, waardoor geavanceerde innovatie op het gebied van zachte robotica wordt bevorderd. Ze zijn optimistisch over het potentieel ervan, met veel meer ontwikkeling, op verschillende gebieden."
De robot is door onderzoekers de GeiwBot genoemd, naar de wezens die hem hebben geïnspireerd. Hij is gemaakt van 'smart' materiaal en kan op moleculair niveau worden aangepast om na te bootsen hoe gekko's krachtige grijpers aan hun voeten vasthouden en losmaken. Hierdoor kan de robot – ongeveer 4 cm lang, 3 mm breed en 1 mm dik –op een verticale muur en over het plafond klimmen zonder vast verbonden te zijn met een stroombron.
De onderzoekers construeerden de robot met vloeibare kristalelastomeren en synthetische kleefpads. Een op licht reagerende polymeerstrip simuleert de gebogen en strekkende beweging van een inchworm, terwijl op gekko's geïnspireerde magneetkussens aan beide uiteinden het grijpen doen.
Vooruitzichten
Hoewel er nog steeds beperkingen zijn die moeten worden overwonnen, vormt deze ontwikkeling een mijlpaal voor het gebruik van biomimicry en slimme materialen voor zachte robots. Een ongebonden zachte robot maakt de weg vrij voor mogelijke chirurgische toepassingen via bediening op afstand in het menselijk lichaam. Ook is de robot geschikt voor detectie of zoeken op gevaarlijke of moeilijk bereikbare plaatsen tijdens reddingsoperaties.
De volgende stap voor onderzoekers is het ontwikkelen van een uitsluitend door licht aangedreven zachte klimrobot. Deze heeft geen magnetisch veld nodig en gebruikt nabij-infraroodstraling (NIR) in plaats van UV-licht om de biocompatibiliteit te verbeteren.
De wetenschappelijke publicatie vindt u hier.
Foto: University of Waterloo