Onderzoekers hebben magnetische kubussen gemaakt die op meerdere manieren aan elkaar vast klikken. Daarmee is bijvoorbeeld kunst te maken, maar het is vooral handig voor flexibele robots.

Traditionele magneten hebben één noordpool en één zuidpool. Noord trekt zuid aan, dus er is altijd maar één manier om een aantal magneten aan elkaar vast te maken. Een lange slang van magneten waarbij de noord- en zuidpolen allemaal dezelfde kant opwijzen

 

Vier magneetpolen

Onderzoekers van de ETH Zürich hebben nu een manier gevonden om magneten ook tweedimensionaal te stapelen koppelen. Ze bouwden plastic omhulsels die meerdere magneten kunnen herbergen, op zo'n manier dat de magneet vier polen heeft: twee positieve en twee negatieve. Daardoor kan elk blokje op één van vier zijden koppelen met een ander blokje en wordt het dus mogelijk om tweedimensionale magneetfiguren te maken. De magneten staan niet parallel tegenover elkaar, maar net een beetje naar elkaar toe gebogen. Zo is het magneetveld net niet in balans en kan het beïnvloed worden door een (sterker) magneetveld.

Het lijkt zo'n simpel idee, maar uit het paper in tijdschrift Science Robotics blijkt dat dit ontwerp nog nooit eerder geprobeerd is.
 

Links een gewone magneet, rechts het ontwerp van de ETH Zürich.


Dat is leuk voor op de koelkast, en de onderzoekers bouwden verschillende emoji's met hun magneetjes. Het laat zien dat de magneten naast elkaar kunnen liggen zonder elkaar af te stoten en in elke tweedimensionale orientatie kunnen liggen. De plastic omhulsels kunnen in verschillende kleuren geprint worden. Maar los van dit soort voorbeelden heeft de techniek misschien ook serieuzere toepassingen. De magneten reageren namelijk op externe magneetvelden, waardoor je groepjes magneten kan latenbewegen. Door verschillende groepen met elkaar te verbinden, ontstaan vormen die onder invloed van een magneetveld bewegen.

 

Zachte robots

Dat concept kan theoretisch uitgewerkt worden tot een met magneten bestuurbare, zachte robot. Die kan door gaten kruipen waar harde, mechanische robots niet in passen. Idealiter worden de magneten daarvoor wel eerst kleiner; nu zijn ze 2 millimeter groot, maar voor ingewikkelde robots zijn misschien wel duizenden magneten nodig. De onderzoekers zijn nu vooral blij dat hun idee voor tweedimensionale magneten zo goed werkte.
 

Door een magneetveld op te leggen verandert de magneetcollectie van vorm.


Beeld: ETH Zürich / Science Robotics