Onderzoekers van Caltech (Californië) en de ETH (Eidgenössische Technische Hochschule, Zürich, Zwitserland) hebben robots ontwikkeld die zichzelf kunnen voortbewegen zonder daarvoor motoren, servo’s of een voeding nodig te hebben. In plaats daarvan peddelen deze unieke apparaatjes door het water dankzij een materiaal dat deformeert bij temperatuursveranderingen.

Het materiaal is de motor

Door dit onderzoek vervagen de grenzen tussen het materiaal en dat wat ermee gemaakt wordt. Bij de zichzelf voortbewegende apparaten doet het materiaal zelf de machine functioneren. Het systeem is gebaseerd op stroken van een buigzame polymeer die gekruld is in koude toestand, en zich strekt in warme toestand. De strip is zo aangebracht dat deze een schakelaar in het inwendige van de robot activeert; deze schakelaar is op zijn beurt met een peddel verbonden waarmee de robot zich ‘roeiend’ voortbeweegt.

Bistabiel element

De schakelaar is een zogenaamd bistabiel element ― een component die twee stabiele vormen kent.In dit geval is het element opgebouwd met stroken van een elastisch materiaal die onder druk van de warmtegevoelige polymeer van de ene vorm naar de andere springt. Het onderzoek, dat is gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences, bouwt voort op eerder onderzoek waar ketens van bistabiele elementen werden gebruikt om signalen over te brengen en een soort logische poorten te construeren.

Met de hand

Op dit moment moeten de bistabiele elementen nog met de hand worden gereset wanneer ze van vorm zijn veranderd en hun energie hebben vrijgegeven. Het team onderzoekt nu manieren om de bistabiele elementen zodanig te construeren dat ze zichzelf resetten wanneer de watertemperatuur weer verandert ― waardoor ze in theorie eeuwig zouden kunnen blijven rondpeddelen zolang de watertemperatuur blijft veranderen.