Μηχανικοί του Caltech και του ETH Zurich ανέπτυξαν ρομπότ ικανά να κινούνται μόνα τους, χωρίς να χρησιμοποιούν μοτέρ, servos ή κάποιου είδους παροχή ενέργειας: Αντ’αυτών, οι συσκευές αυτές κινούνται στο νερό χάρη στο υλικό από το οποίο είναι φτιαγμένο, που αλλάζει σχήμα με τις μεταβολές της θερμοκρασίας.
«Τα παραδείγματά μας δείχνουν πως μπορούμε να χρησιμοποιούμε δομημένα υλικά τα οποία παραμορφώνονται αντιδρώντας σε αλλαγές στο περιβάλλον, για τον έλεγχο και την προώθηση ρομπότ» λέει η Κιάρα Νταράιο, καθηγήτρια μηχανολογίας και εφαρμοσμένης φυσικής στο τμήμα Μηχανολογίας και Εφαρμοσμένης Επιστήμης του Caltech.
Το νέο σύστημα προώθησης βασίζεται σε λωρίδες ενός εύκαμπτου πολυμερούς το οποίο κυτρώνει όταν έχει κρύο και τεντώνει όταν έχει ζέστη. Το πολυμερές αυτό είναι τοποθετημένο έτσι ώστε να ενεργοποιεί έναν διακόπτη εντός του σώματος του ρομπότ, που με τη σειρά του συνδέεται με ένα κουπί, που προωθεί τη συσκευή.
Ο διακόπτης είναι φτιαγμένος από ένα υλικό με δύο σταθερές καταστάσεις (μπορεί να είναι σταθερό σε δύο ξεχωριστές γεωμετρίες). Ειδικότερα, είναι φτιαγμένος από λωρίδες ελαστικού υλικού που, όταν πιέζεται από το πολυμερές, περνά από τη μια θέση στην άλλη. Όταν το κρύο ρομπότ τοποθετείται σε ζεστό νερό, το πολυμερές τεντώνεται, ενεργοποιεί τον διακόπτη και η ξαφνική έκλυση ενέργειας που προκύπτει προωθεί το ρομπότ προς τα εμπρός. Οι λωρίδες πολυμερούς επίσης μπορούν να «ρυθμιστούν» για να δίνουν συγκεκριμένες αντιδράσεις υπό διαφορετικές συνθήκες, π.χ. μια πιο παχιά λωρίδα θα χρειάζεται πιο πολύ για να θερμανθεί και να τεντωθεί σε σχέση με μια πιο λεπτή. Αυτή η δυνατότητα ρύθμισης επιτρέπει τον σχεδιασμό ρομπότ ικανών να στρίβουν και να κινούνται σε διαφορετικές ταχύτητες.
Στην τελευταία έκδοση του σχεδίου της, η ομάδα της Νταράιο και οι συνεργάτες της κατάφεραν να συνδέσουν τα στοιχεία του πολυμερούς και τους διακόπτες έτσι ώστε ένα ρομπότ με τέσσερα κουπιά να κινείται προς τα εμπρός μόνο του, να αφήνει ένα μικρό φορτίο και μετά να επιστρέφει.
«Συνδυάζοντας απλές κινήσεις, ήμασταν σε θέση να ενσωματώσουμε προγραμματισμό στο υλικό για να πραγματοποιεί μια σειρά πολύπλοκων συμπεριφορών» είπε ο Οσάμα Μπιλάλ, μεταδιδακτορικός του Caltech, και ένας από τους συμμετέχοντες στην έρευνα. Στο μέλλον εκτιμάται πως θα μπορούν να προστεθούν περισσότερες λειτουργίες και δυνατότητες- π.χ. μέσω πολυμερών που αντιδρούν σε άλλες συνθήκες περιβάλλοντος, όπως μεταβολές pH, αλμυρότητας κ.ά. Μελλοντικές εκδόσεις των ρομπότ αυτών θα μπορούσαν να χρησιμοποιούνται για αντιμετώπιση διαρροών χημικών, χορήγηση φαρμάκων κ.ά.
