Sztuczne mięśnie robota

Szyby tłumiące hałas, okulary zmieniające się w lornetkę, elastyczne ekrany – to możliwe dzięki pomysłowi naukowców z Uniwersytetu Harvarda.

Publikacja: 03.09.2013 02:54

Przezroczysty głośnik można umieścić na ekranie tabletu – przekonują Jeong-Yun Sun i Christoph Kepli

Przezroczysty głośnik można umieścić na ekranie tabletu – przekonują Jeong-Yun Sun i Christoph Keplinger

Foto: SEAS Communications, Eliza Grinnell Eliza Grinnell

W laboratorium Jeong-Yun Suna i Christopha Keplingera sączy się muzyka. To „Poranek”, fragment suity Peer Gynt Edvarda Griega. Ten doskonale znany nie tylko wielbicielom muzyki poważnej utwór tym razem odtwarzany jest przez niezwykły sprzęt. Do smartfona podłączony jest... całkowicie przezroczysty głośnik. To demonstracja technologii przewodnictwa jonowego – pomysłu, który zrewolucjonizuje urządzenia dziś nazywane elektronicznymi.

– Przewodniki jonowe mogą zastąpić niektóre systemy elektroniczne. Mają nad nimi wiele przewag – przekonuje Jeong-Yun Sun z Harvard School of Engineering and Applied Sciences (SEAS).

Jakie to zalety? Można je prawie dowolnie rozciągać, a one nie tracą swoich właściwości. To oznacza, że znajdą zastosowanie w elastycznych urządzeniach – na przykład wszywanych w ubranie. To nowa generacja gadżetów (tzw. wearable computing) pozwalająca praktycznie nosić elektroniczne urządzenia na sobie – zawsze i wszędzie.

Przewodniki jonowe mogą być również całkowicie przezroczyste, co zademonstrowali inżynierowie już w prototypowym głośniku, umożliwiając wtopienie ich w szkło. Mogą zatem stać się elementem okularów, które zmieniają swoje cechy pod wpływem prądu. Ta sama para może być jednocześnie do czytania, a po pstryknięciu przełącznika zamienić się w lornetkę.

To jeszcze nie koniec – żele wykorzystywane jako elektrolity są „biokompatybilne” – jak określają to naukowcy – można ich używać w środowisku biologicznym bez obawy o odrzucenie wszczepionych elementów. Można z nich wykonać sztuczne mięśnie czy sztuczną skórę o cechach zbliżonych do tych prawdziwych.

Przewodnictwo jonowe wcale nie jest koncepcją nową. Badania nad tym zjawiskiem prowadzono jeszcze w XIX wieku. Dotąd jednak inżynierowie byli przekonani, że urządzenia takie nie nadają się do wykorzystania z dużymi napięciami elektrycznymi. Ponadto czas reakcji takiego obwodu jest gorszy – są „wolniejsze” – mówią specjaliści z Harvarda.

– Dla wielu naszych kolegów było nie do pomyślenia, że przewodniki jonowe można wykorzystać w urządzeniach wymagających szybkiej reakcji na impulsy – tak jak w głośniku muzycznym – podkreśla Sun.

– Chcemy zmienić ich nastawienie do tego, gdzie można wykorzystać tę technologię – dodaje Keplinger. – Nasz system nie wymaga wiele energii i można go zastosować wszędzie, gdzie potrzebna jest miękka, przezroczysta warstwa odkształcająca się w odpowiedzi na impulsy elektryczne. Na przykład może znaleźć się na ekranie telewizora, tabletu czy laptopa i odtwarzać dźwięki. Albo reagować na dotyk wybrzuszeniem części ekranu. Niektórzy myślą nawet o inteligentnych oknach – umieszczenie na szybie przezroczystego głośnika umożliwiłoby aktywne wygłuszanie hałasu.

Koncepcja naukowców jest przygotowana do komercjalizacji – informuje magazyn „Science”, w którym Suo i Keplinger opisują swoje osiągnięcia. Jak twierdzi Sam Liss, odpowiedzialny za kontakty uniwersyteckich naukowców z biznesem, nową technologią interesują się firmy produkujące tablety i smartfony, jak również domowy sprzęt elektroniczny oraz optykę.

– Można sobie wyobrazić, że kiedyś będziemy mieć okulary sterowane głosem lub gestami, które w jednej chwili zmienią się ze zwykłych szerokokątnych w lunetę lub okulary do czytania – mówi Liss.

Z naukowcami nawiązał również współpracę prof. George Whitesides, chemik specjalizujący się w nanotechnologii i biochemii. Jednak najważniejszym celem kierowanego przez niego Whitesides Research Group są „miękkie maszyny” – roboty nieprzypominające konstrukcji ze stali, lecz raczej rozgwiazdy czy kałamarnice. „Większość robotów jest twarda, są z metalu, a ich stawy to w rzeczywistości zwykłe łożyska. Wykorzystują też twory nieznane biologii – kulki czy koła. Alternatywą są struktury podobne do macek ośmiornicy, języków ssaków czy trąby słonia” – piszą na swojej stronie badacze grupy Whitesidesa.

– Miękkie roboty to nasz najważniejszy cel. Systemy oparte na przewodnictwie jonowym mogą mieć podobne funkcje co nasze ciała – przekonuje Keplinger. – Mogą czuć, mogą przekazywać sygnały, mogą się poruszać. Wreszcie mamy podobne możliwości techniczne do tych, jakie oferuje biologia.

W laboratorium Jeong-Yun Suna i Christopha Keplingera sączy się muzyka. To „Poranek”, fragment suity Peer Gynt Edvarda Griega. Ten doskonale znany nie tylko wielbicielom muzyki poważnej utwór tym razem odtwarzany jest przez niezwykły sprzęt. Do smartfona podłączony jest... całkowicie przezroczysty głośnik. To demonstracja technologii przewodnictwa jonowego – pomysłu, który zrewolucjonizuje urządzenia dziś nazywane elektronicznymi.

– Przewodniki jonowe mogą zastąpić niektóre systemy elektroniczne. Mają nad nimi wiele przewag – przekonuje Jeong-Yun Sun z Harvard School of Engineering and Applied Sciences (SEAS).

Pozostało 86% artykułu
Materiał Promocyjny
Kod Innowacji - ruszył konkurs dla firm stawiających na nowe technologie w komunikacji z konsumentami
https://track.adform.net/adfserve/?bn=77855207;1x1inv=1;srctype=3;gdpr=${gdpr};gdpr_consent=${gdpr_consent_50};ord=[timestamp]
Materiał Promocyjny
Polska na czele rewolucji technologii kwantowych
Nowe technologie
Niewykrywalny bombowiec strategiczny Sił Powietrznych USA odbył pierwszy lot
Nowe technologie
Co mówią kury? Naukowcy opracowali tłumacza, użyli sztucznej inteligencji
Materiał Promocyjny
Bank Pekao wchodzi w świat gamingu ze swoją planszą w Fortnite
Nowe technologie
Prof. Zybertowicz: AI może potraktować ludzkość jak budowniczy autostrad traktują mrowiska