2019. 12. 12. - 09:50
Műanyagot tanítanak járni a kutatók
Fény irányítása alatt járó műanyagot fejlesztenek finn kutatók. A kidolgozott módszer az első, melyben szintetikus eszköz új trükköket sajátít el számítógépes programozás nélkül.
Különös fejlesztésen dolgoznak finn kutatók: műanyag darabokat „edzenek” arra, hogy fény irányítása alatt járjanak. A kifejlesztett módszer – melyet a Matter szakfolyóiratban közöltek – az első, amely új trükköket tanul meg a múlt tapasztalataira hivatkozva, számítógépes programozás nélkül.
A műanyagok hőre reagáló folyadékkristályos polimer hálózatokból és egy festékrétegből készültek. Lágy működtető elemek, melyek képesek az energiát mechanikus mozgássá alakítani.
A szelepmozgató szerkezet kezdetben csak a hőre reagál, de a fény hővel való társításával megtanul reagálni a fényre. Válaszképpen a szelepmozgató ahhoz hasonlóan hajlik meg, mint amikor az ember összecsukja a mutatóujját.
Műanyagot tanítanak új trükkök elsajátítására a kutatók
A hajtómű periódusos besugárzásának köszönhetően „sétál”, akár egy araszoló lárva, 1 mm/s sebességgel, vagyis nagyjából olyan tempóban, mint egy csiga.
„Kutatásaink alapvetően azt a kérdést vetik fel, vajon egy élettelen anyag valamilyen módon egyszerűen tanítható-e – mondta el Arri Priimägi, a tanulmány vezető szerzője a Tamperei Egyetemről. - Kollégám, Olli Ikkala professzor az Aalto Egyetemről tette fel a kérdést: vajon tanulhatnak-e az anyagok, s ha igen, akkor mit jelentene ez? Hogy kiderítsük, egyesítettük erőinket e kutatásban, melynek célja alapvetően az, hogy olyan robotokat készítsünk, amelyek valamilyen módon új trükköket tanulhatnak” – magyarázta a szakember.
A kutatócsoportba posztdoktori kutatók is tartoznak, köztük Hao Zeng a Tampere Egytemeről és Hang Zhang az Aalto Egyetemről.
A kondicionálási folyamat, amely a fényt a hővel társítja, lehetővé teszi a felületen lévő festék diffundálását a működtető egységben, s kékké változtatja. A jelenség növeli a teljes fényelnyelést, s emeli a szelepmozgató hőmérsékletét. Ezután megtanul meghajlani a besugárzás hatására.
„A tanulmányt, melyet lefolytattunk, a Pavlov kutyája-kísérlet ihlette, melyben az eb nyáladzással reagál, ha meglátja az ételt. Pavlov egy csengőt szólaltatott meg minden alkalommal, mielőtt enni adott a kutyának. Néhány ismétlést követően az eb az ételt a csengővel hozta összefüggésbe, s már ha meghallotta, nyáladzani kezdett. Ha a mi rendszerünket nézzük, a hő felel meg az ételnek, a fény pedig a Pavlov kísérletében szereplő csengőnek” – mondta Priimägi.
Hozzátette, hogy egyesek szerint ezzel az analógiával messzire mentek – ám érdemes megjegyezni, hogy persze, a biológiai rendszerekhez képest az általuk vizsgált anyag nagyon egyszerű és korlátozott. Megfelelő körülmények között azonban az analógia érvényes – mondta a szakember.
A sétálás elsajátítása mellett e rendszerek képesek „felismerni” a fény különböző hullámhosszait és reagálni rájuk, amelyek megfelelnek a festék bevonatának.
Ez a tulajdonság teszi az anyagot hangolható, puha távirányító mikrorobottá, amely ideális anyagként felhasználható orvosbiológiai alkalmazásokhoz.
Priimägi bizakodó, mert mint mondta, a távirányítású folyadékkristály-hálózatok úgy viselkednek, akár a kisméretű mesterséges izmok. „Abban bízunk, hogy a jövőben számos módon profitálhatunk ebből az orvosbiológia terén, többek között a fotonika területén” – mondta.
László Adrienn
