Robotikai projektekben, legyen szó szárazföldi, légi vagy vízi szerkezetekről, egyre gyakrabban használnak 3D nyomtatótechnológiákat. Egy izgalmas svájci-amerikai kezdeményezés keretében is 3DP-vel kívánnak létrehozni egészen egyedi gépet.
Az ETH Zürich és a Kaliforniai Technológiai Intézet (Caltech) kutatói új meghajtó-elméletet dolgoztak ki úszó robotokra. A fejlesztés nóvuma és különlegessége, hogy a gépnek nincs szüksége motorra, hajtóműre, külső áramellátásra.
Helyettük a hőmérséklet-ingadozást használja ki az előrehaladáshoz.
Egyelőre a bizonyíthatósági példa (proof-of-concept) fázisnál tartanak. A kutatók 7,5 centiméter hosszú mini tengeralattjárót fejlesztettek, és evezőkkel szerelték fel. Az evezők 3D nyomtatással, többanyagos (multi-material) gépen készültek.
Két alakjára emlékező polimercsík által aktivált bistabil meghajtó elemmel működnek. Az önemlékező anyagok az MIT-n kidolgozott 4D nyomtatásból ismertek, amelyben a három térbeli dimenzió a negyedikkel, az idővel egészül ki.
A meleg vízben kitáguló csíkok egyfajta „izmokként” funkcionálnak, és hajtják meg a robotot. Ha a vizet felmelegítik, az izmok tágulása aktiválja a bistabil elemet, ami evezőcsapásokat eredményez. Az evezőcsapások mozgásának irányát, az erőkifejtést és az időzítést pontosan meghatározza a robot geometriája és az önemlékező anyag.
Az aktuátor szerepet betöltő két elem egyetlen csapást tud kivitelezni, majd a kutatóknak manuálisan újra kell programozni őket. A tervek között szerepel, hogy a mini tengeralattjárót hamarosan sok aktuátorral szerelik fel, komplex úszórobottá alakítják.
A mostani változat egyetlen csapással halad előre, lerakja szállítmányát, jelen esetben egy pénzérmét, majd visszanavigál a kiindulási ponthoz. Az ellentétes irányú utóbbi műveletet egy második evezőcsapással kivitelezi. A csapás előtt megint érzékeli a vízhőmérséklet változását.
A csapások szekvenciáját a vékony polimercsíkok, az „izmok” geometriájának módosításával sikerült pontosítani. Meleg vízben hamarabb felmelegednek, és így gyorsabban is reagálnak a környezetre, mint a vastagabb csíkok.
A kutatók óceánfeneket vizsgáló alacsony áramfogyasztású járművekben gondolkoznak, a meghajtó rendszert hozzájuk szeretnék továbbfejleszteni.
