Wandelend plastic bezorgt pakketjes
Plastic minirobot ‘loopt’ onder invloed van licht
Onderzoekers van de TU Eindhoven hebben de eerste door licht gestuurde ‘pakketbezorgrobot’ ontwikkeld. Deze plastic minirobot van 2 centimeter groot kan onder invloed van blauw licht ‘lopen’ en pakketjes ophalen en afleveren. In de toekomst moet het mogelijk zijn hiermee medicijnen te bezorgen in het menselijk lichaam, of om simpele reparaties uit te voeren in bijvoorbeeld chipmachines. De onderzoekers publiceerden hun resultaten in het vakblad Advanced Science.
Er zijn geen batterijen, computerchips of bekabeling nodig. Deze plastic minirobot beweegt zijn ‘armen’ en ‘benen’ door aansturing van licht. Met de armen draagt hij kleine pakketjes op zijn rug. De robot pikt zijn pakketjes op die hangen aan het plafond, en bezorgt ze vervolgens netjes op de juiste plaats.
De robot bestaat uit lichtgevoelige polymeren. Dat bijzondere plastic is in 2017 binnen de faculteit Scheikundige Technologie ontwikkeld, en kon toen alleen nog recht vooruit kronkelen. Nu is het materiaal doorontwikkeld door promovenda Marina Pilz da Cunha en masterstudent Bas Ambergen in een samenwerking tussen de onderzoeksgroepen van Jaap den Toonder en Albert Schenning.
Stappen zetten door krimpen en uitzetten
Het materiaal dankt zijn beweeglijkheid aan het feit dat, onder invloed van licht, de ene kant ervan krimpt en de andere kant uitzet. Pilz da Cunha: “De benen van de robot strekken als er licht op schijnt, en buigen juist als het licht uit gaat. Zo zet het stappen.”
Afhankelijk van de richting waaruit het licht schijnt, bepalen de onderzoekers de looprichting van de minirobot. “Zo laten we hem bochten maken”, aldus Pilz da Cunha. Bovendien kunnen de armen en benen onafhankelijk van elkaar worden aangestuurd, omdat ze verschillend van kleur zijn. Hierdoor reageren ze op verschillende golflengtes van het licht.
Manoeuvreren door de bloedbaan
Hoewel de weg van lab naar praktijk nog lang is, zien de onderzoekers veel potentie voor de minirobot. Den Toonder: “In de toekomst kan deze toepassing bijvoorbeeld worden ingezet in het menselijk lichaam, om daar medicijnen af te leveren in de darmen of in de bloedbaan. Of denk bijvoorbeeld aan chipmachines, waar dit robotje doorheen kan manoeuvreren om reparaties uit te voeren.”
De onderzoekers willen de robot voor die toepassingen gaan verkleinen tot minder dan een millimeter groot. Verder gaan ze de aansturing perfectioneren. In een technisch systeem kan de robot bijvoorbeeld een spoor van lampjes volgen, maar in het menselijk lichaam is dat al lastiger. “Wellicht kunnen we dan met warmte gaan werken”, oppert Pilz da Cunha.
Het onderzoek verscheen op 20 januari als 'early view' in Advanced Science, met als titel: 'A soft transporter robot fueled by light'. DOI: https://doi.org/10.1002/advs.201902842.