Met behulp van een speciale inkt kunnen geprinte robots nu zintuigen krijgen. Onderzoekers van Harvard University bouwden bijvoorbeeld een grijpklauw die voelt wanneer hij iets vast heeft. Als reactie daarop knijpt de hand zich dicht.

De robot kan op allerlei verschillende dingen reageren: temperatuursverandering, verandering van de lucht- of waterdruk of een lichte aanraking. Eerder moesten sensoren die dergelijke zaken opvangen altijd los ingebouwd worden tijdens of na het printproces. Dat zorgde ervoor dat de 'zachte' robots vol harde onderdelen zaten. Bovendien maakte dit het bouwen van robots ingewikkelder.

 

Weerstand verandert

Met de aanpak van de Harvard-onderzoekers kan een 3D-printer in principe al het werk doen. Dat is mogelijk dankzij de geleidende inkt, die de robot voorzien van zintuigen.  Met buigbare actuatoren (aandrijvingssystemen die bijvoorbeeld de robotklauw samentrekken) reageert de robot op de 'zintuigelijke' prikkels. 'De geleidende inkt vervormt samen met zachte actuatoren op het moment dat de robot wordt aangeraakt, opgeblazen of gebogen', vertelt één van de betrokken onderzoekers in een e-mail. 'Door die vervormingen verandert de weerstand van de inkt. En die veranderende weerstand is dan weer aanleiding voor de actuator om iets te doen.' Die actuator is geen onderdeel van de inkt; het is een apart (zacht, buigzaam) apparaatje, dat verbonden is met de inkt. Als voorbeeld bouwden de onderzoekers een klauw die zich samentrekt bij aanraking. Daardoor kan hij een bal vastgrijpen als je hem in de klauw duwt.

 

De inkt reageert ook op temperatuur. 'De weerstand daarvan verandert behoorlijk tussen de 5 en 95 °C.' Die informatie kun je ook gebruiken om een robot dingen te laten doen bij specifieke temperaturen.

 

Flexibel

De mogelijkheden zijn misschien beperkt ten opzichte van 'harde' elektrische onderdelen. Maar de zachte robots zijn in één keer met een printer te maken, waardoor het ontwerp van robots veel flexibeler wordt. De onderzoekers hopen dat het concept van hun geleidende inkt voor een nieuwe generatie robots gaat zorgen, met verrassende vormen en functies. Overigens zijn zowel geleidende inkt als het printen met meerdere materialen geen nieuwe technieken (lees: 'Betaalbare 3D-printer voor meerdere materialen' en 'Elektrische tattoo uit de printer'). Maar de combinatie van beiden is wel nieuw. De Harvard-onderzoekers doen meer met zachte robots; eerder bouwden ze al de eerste volledig zachte robot (lees: 'Eerste volledig zachte robot'), nu hebben ze het proces om zo'n apparaat te maken geperfectioneerd.

De volgende stap voor de zachte robots? Intelligentie. Met machine learning willen de onderzoekers ervoor zorgen dat de robot de informatie van de sensoren zelf kunnen omvormen tot een nuttige actie. Nu moet dat nog voorgeprogrammeerd worden.

Beeld: Ryan L.Truby/Harvard University