Dar Alanlardan Sızarak Geçen ve Nesneleri Yutabilen Sıvı Robot Geliştirildi

Güney Koreli araştırmacılar, şekil değiştirme, yutma ve birleşme yeteneklerine sahip, yapısını kaybetmeden esneyebilen sıvı-parçacık bileşimi bir robot geliştirdi. Parçacık zırhlı sıvı robot (PB) olarak adlandırılan sistem, hücre benzeri davranışlar sergileyerek hedefe yönelik ilaç taşıma ve tümör hücrelerinin yok edilmesi gibi ileri düzey biyomedikal uygulamaların önünü açabilir.

Araştırmacılar, “PB’lerde sıvı çekirdek olarak su kullanılmış olsa da, üretim yöntemi alternatif sıvıların da kullanımına imkân tanıyor. Yeter ki bu sıvılar dondurulabilsin ve hidrofobik parçacıklar, batmadan yüzeylerine tutunabilsin.” açıklamasında bulundu.

Sıvı Robotik Sistemlerde Yeni Bir Adım

Robotik sistemler genellikle biyolojik canlılardan ilham alır. İnsan benzeri robotlardan dört ayaklı yürüyen sistemlere, hastalık teşhisi, ilaç taşıma ve tümör hedefleme gibi tıbbi görevler için tasarlanan mikroskobik biyorobotlara kadar çok çeşitli alanlarda bu etki gözlemlenir.

Canlı hücreler, yapılarını esnek biçimde değiştirme konusunda son derece yetenekliyken, katı yapılı robotlar bu akışkanlığı taklit etmekte zorlanır. Ferrofluid veya sıvı metal kullanan bazı sıvı robotlar belirli esneklik sunsa da, biyokimyasal veya ilaç taşıma uygulamaları için uygun değildir.

Alternatif olarak, sıvı yüzeylerine hidrofobik tozlar uygulanarak zırhlı kabarcıklar ya da parçacık salı benzeri yapılar oluşturulabilir. Sıvı mermerler (LM) olarak adlandırılan, tozla kaplı su damlacıkları; kimyasal reaksiyonlar, kargo taşımacılığı ve yönlendirme gibi çeşitli kullanım alanlarına sahiptir. Ancak sıvı mermerler, ısıya veya mekanik gerilime karşı hassas olup çökme, sızma ya da yapısal bütünlük kaybı gibi problemlerle karşılaşır. Bu durum, geniş ölçekli kullanımlarını sınırlandırır.

Yeni PB tasarımı, sıvının çevresine fazla miktarda süperhidrofobik parçacık sarılarak önceki sıvı-parçacık sistemlerine kıyasla daha yüksek stabilite sağlıyor. Araştırmacıların açıklamasına göre, bu yoğun parçacık tabakası sıvıyı koruyarak, çevresel nesnelerle etkileşim sırasında formunu kaybetmeden şekil değiştirmesine olanak tanıyor.

“PB, küçük sütunların çevresinden sızarak geçebiliyor, bir cam boncuğu yutabiliyor, başka bir PB ile birleşebiliyor ve su yüzeyinde kayarak kuru bir zemine ulaşabiliyor – üstelik patlamadan.” diyen araştırma ekibi, robotun kabiliyetlerini bu şekilde özetledi.

Yumuşak Robotik Sistemlerde Yeni Bir Sınıf

PB’ler, biyolojik hücrelerin dinamik yapısını ve yapısal dayanıklılığını taklit eden yenilikçi bir sıvı robot sınıfını temsil ediyor. Hidrofobik parçacık kütlesinin sıvı hacmine oranı önemli ölçüde artırılarak, PB’ler yüksek stres altında bile olağanüstü stabilite gösteriyor. Bu özellik, onları geleneksel sıvı-parçacık bileşiklerinden (örneğin sıvı mermerlerden) ayırıyor.

Akustik radyasyon kuvvetiyle kontrol edilen PB’ler; karmaşık ortamlar içinde gezinme, kargo taşıma, kara ve su yüzeyleri arasında geçiş yapma ve birleşerek yeni koşullara uyum sağlama gibi görevlerde yüksek performans gösteriyor. Bu yetenekler, değişken ve öngörülemeyen çevre koşullarında kullanımlarını mümkün kılıyor.

Ayrıca, PB’ler; iç sıvı ve zırh parçacıkları bakımından farklı malzeme ve tahrik seçeneklerini destekliyor. Söz konusu yapı, akıllı ve tepki verebilen malzemelerle birlikte kullanıldığında, robotların hareket kabiliyeti ve algılama özelliklerini geliştirerek otonom çalışmayı da mümkün hale getiriyor.

‍

‍

‍

‍

Kaynak: https://interestingengineering.com/innovation/cell-inspired-liquid-robots-south-korea