Onderzoekers van Georgia Tech, waaronder assistent-professor Bolei Deng en promovendus Xinyi Yang van de Daniel Guggenheim School of Aerospace Engineering, maakten een zwerm robothardware die zonder elektronica, zonder batterijen en zonder boordcomputers werkt. Het werk stond op de omslag van Advanced Intelligent Systems en de onderzoekers noemen de aanpak "mechanische intelligentie".
De ontwerpidee is eenvoudig maar doeltreffend: identieke deeltjes met flexibele armen haken mechanisch aan elkaar en slaan spanning op als in een gecomprimeerde veer. Een externe trilling geeft die spanning vrij; de armen schieten open, de deeltjes duwen uit elkaar en de zwerm breidt zich uit. Door de kromming of stijfheid van de armen te variëren, kunnen de onderzoekers de timing en de afstand van het loslaten regelen, zodat één trilling een vooraf bepaalde ontbindingsvolgorde in gang zet. De interacties volgen fysieke verbindingen, niet een centrale controller, waardoor samenhang ontstaat uit eenvoudige onderdelen.
De deeltjes kunnen in zeer verschillende maten worden gemaakt, van de breedte van een mensenhaar tot 1.5 inches. Op kleine schaal zouden ze in de bloedbaan kunnen komen en met ultrasoon geluid geactiveerd worden, met toepassingen zoals het afleveren van kankerremmers bij moeilijk bereikbare tumoren zonder gezond weefsel te beschadigen of het in kaart brengen van vaten buiten huidige medische beeldvorming. Yang merkt op dat trillingen de deeltjes in lichaamsgebieden kunnen laten verspreiden waar geen camera of katheter kan komen.
Hetzelfde ontwerp is ook toepasbaar in de ruimte, waar elektronica te lijden heeft van straling en extreme temperaturen. Een compacte cluster kan worden gelanceerd of geland en later door trilling worden vrijgegeven om zich te spreiden en opnieuw te configureren zonder menselijke of elektronische besturing. Deng en Yang bouwen nu structuren met scharnieren die op verschillende pulsen reageren, zodat delen onder verschillende trillingen kunnen ontgrendelen of herordenen.
Moeilijke woorden
- zwerm — grote groep kleine onderdelen of robots
- boordcomputer — computer die in een voertuig of installatie zitboordcomputers
- ontbindingsvolgorde — volgorde waarin onderdelen zich losmaken of openen
- trilling — kort beweging die heen en weer gaattrillingen
- scharnier — bewegingspunt dat twee delen verbindt en draaibaar maaktscharnieren
- straling — energie die zich via golven of deeltjes verspreidt
- mechanisch — op basis van beweging of apparaten zonder elektronicamechanische
Tip: beweeg de muisaanwijzer over gemarkeerde woorden in het artikel, of tik erop om snelle definities te zien terwijl je leest of luistert.
Discussievragen
- Welke voordelen en risico's zie je voor het gebruik van zwermen zonder elektronica in de geneeskunde?
- Hoe zouden mechanisch reagerende clusters nuttig kunnen zijn bij ruimteonderzoek?
- Welke technische of ethische problemen moeten eerst worden opgelost voordat deze technologie in mensen wordt gebruikt?
Gerelateerde artikelen
Nieuwe pleister brengt IL-4 naar een beschadigd hart
Onderzoekers ontwikkelen een biologisch afbreekbare micronaaldpleister die IL-4 direct naar het beschadigde hart brengt. De pleister stimuleert macrofagen om te herstellen en beperkt littekenvorming, wat de hartfunctie en prognose kan verbeteren.
Abbott-Bioline geeft volgens studie veel vals-negatieven
Een studie in Malaria Journal stelt dat de veelgebruikte sneltest Abbott-Bioline veel vals-negatieve uitslagen geeft en 'niet geschikt is voor het doel'. Onderzoekers, fabrikanten en WHO reageren verschillend en nieuw bewijs wordt beoordeeld.
