ENGINEERINGNET.BE - 'Hexbug Nano v2'-microbots gebruiken trillingen om zichzelf voort te stuwen. Door meerdere van deze speeltjes met een elastische ketting van siliconenrubber aan elkaar te binden, wordt de resulterende keten ‘elastoactief’.
Dit betekent dat de keten na vervorming probeert terug te keren naar zijn oorspronkelijke vorm: de zelfrijdende, actieve bestanddelen waar de keten uit bestaat, proberen continu de structuur in een bepaalde richting te duwen.
Afhankelijk van de grootte van de kettingschakels en of de kettingen aan één of beide uiteinden vastzaten, vertoonden de elastische kettingen een reeks bewegingstypes, waaronder zelfoscillerend, zelfsynchroniserend en zelfomklappend.
'Door te experimenteren met deze elastoactieve kettingen ontdekten we dat er een wisselwerking is tussen activiteit en elasticiteit: wanneer activiteit domineert, oscilleren en synchroniseren de kettingen uit zichzelf', zegt Corentin Coulais van de Universiteit van Amsterdam.
'Mechanische zelfoscillatie en synchronisatie zijn een belangrijk kenmerk van biologische machines, en nuttig voor het maken van nieuwe soorten autonome robots. De actieve ketens stellen ons in staat om de aard van deze niet-lineaire verschijnselen te achterhalen.'
'We begonnen dit onderzoek door gewoon wat te spelen met de microbot-speeltjes. Maar meer in het algemeen was het idee om materialen te onderzoeken die uit evenwicht zijn. In zachte materie zijn actieve vloeistoffen de afgelopen 25 jaar uitgebreid bestudeerd, maar hun vaste tegenhangers veel minder,' zegt Coulais.
Het volgende dat op het programma staat, is het onderzoeken van elastoactief gedrag op kleinere schaal, bijvoorbeeld in zogeheten ‘colloïdale systemen’ van kleine deeltjes in een vloeistof. Hoewel dat nog altijd modelsystemen zijn, benaderen ze het biologische system beter, dankzij vergelijkbare lengteschalen en de aanwezigheid van een vloeistof.
Op elke schaal zou het ook interessant zijn om een slim ontwerp te gebruiken om meerdere zelfoscillaties in te bedden in een enkele structuur om complexere bewegingspatronen te verkrijgen. Met een beter begrip van zelfoscillaties is de hoop dat het mogelijk wordt om nieuwe soorten autonome robots te creëren.
