Menarik

Peneliti Mencetak Objek Cerdas Tanpa Otak 3D dengan 'Logika Terwujud'

Peneliti Mencetak Objek Cerdas Tanpa Otak 3D dengan 'Logika Terwujud'

Dalam apa yang mungkin tampak lebih ajaib daripada teknik, para peneliti di Fakultas Teknik dan Sains Terapan Universitas Pennsylvania telah menghasilkan objek tanpa otak atau sistem saraf yang mampu membuat keputusan canggih, fitur yang mereka sebut "logika yang diwujudkan." Yang terbaik dari semuanya, objeknya dicetak 3D!

Terinspirasi oleh penangkap lalat Venus

Para insinyur mengambil inspirasi dari kemampuan penangkap lalat Venus yang tidak memiliki otak untuk menangkap mangsa potensial atau menolak mangsa yang tidak bisa dimakannya.

Kemudian, dengan bermain-main dengan "bahan responsif rangsangan dan prinsip geometris," tim peneliti merancang struktur yang mampu memutuskan tanggapan yang tepat terhadap isyarat lingkungan dengan menggunakan "susunan fisik dan kimiawi saja."

Untuk mencapai ini, para insinyur menggunakan struktur bistable karena mereka dapat menahan salah satu dari dua konfigurasi tanpa batas.

"Bistabilitas ditentukan oleh geometri, sedangkan responsivitas keluar dari sifat kimia material," kata Jordan Raney, asisten profesor di Departemen Teknik Mesin dan Mekanika Terapan Penn Engineering.

"Pendekatan kami menggunakan pencetakan 3D multi-material untuk menjembatani bidang yang terpisah ini sehingga kami dapat memanfaatkan ketanggapan material untuk mengubah parameter geometris struktur kami dengan cara yang tepat."

Artinya, objek cetak 3D tim dapat menggunakan beberapa konfigurasi sebagai respons terhadap fenomena lingkungan yang telah ditentukan sebelumnya.

Tanpa otak, sistem saraf, motor atau baterai apa pun, objek merespons perubahan rangsangan lingkungan seperti kelembapan.

Bermain-main dengan beberapa faktor

"Perilaku bistable ini hampir seluruhnya bergantung pada sudut balok dan rasio antara lebar dan panjangnya," jelas Raney.

"Mengompresi kisi akan menyimpan energi elastis dalam material. Jika kita dapat menggunakan lingkungan secara terkendali untuk mengubah geometri balok, struktur akan berhenti menjadi bistabil dan akan melepaskan energi regangan yang tersimpan. Anda akan memiliki aktuator yang tidak mendukungnya. t membutuhkan elektronik untuk menentukan apakah dan kapan aktuasi harus terjadi. "

Tim juga bermain-main dengan "rasio panjang / lebar balok awal." Di sinilah teknik pencetakan 3D adalah kuncinya karena memungkinkan penggabungan berbagai bahan dalam cetakan yang sama memberikan objek yang dihasilkan beberapa respons yang berubah bentuk termasuk yang berurutan.

"Misalnya," Yijie Jiang, seorang peneliti pascadoktoral di lab Raney, berkata, "kami mendemonstrasikan logika sekuensial dengan merancang sebuah kotak yang, setelah terpapar dengan pelarut yang sesuai, dapat membuka dan menutup secara mandiri setelah waktu yang ditentukan. Kami juga merancang sebuah kotak penangkap lalat Venus buatan yang dapat menutup hanya jika beban mekanis diterapkan dalam interval waktu yang ditentukan dan kotak yang hanya terbuka jika ada minyak dan air. "

Karya ini memiliki aplikasi potensial dalam mikrofluida atau bahkan dalam menyediakan sensor di lingkungan keras yang terisolasi bahkan mungkin di planet lain.

Karena bahan tidak memerlukan baterai atau dukungan atau intervensi manusia, sensor ini dapat tetap tidak aktif selama bertahun-tahun dan hanya diaktifkan dengan petunjuk lingkungan yang tepat.

Kami tidak akan terkejut jika kolaborasi NASA segera tercapai. Sementara itu, studi akses terbuka yang menguraikan karya tersebut dipublikasikan di jurnalKomunikasi Alam.


Tonton videonya: Lets Talk IoT Security (Desember 2021).