Mediatiedotteet - Tampereen teknillinen yliopisto

Optinen kärpäsloukku avaa uusia ovia pehmeiden mikrorobottien kehityksessä

Valon avulla liikuteltavat materiaalit kehittyvät kovaa vauhtia. TTY:n Smart Photonic Materials -tutkimusryhmän tutkimus kärpäsloukun idealla toimivasta optisesta polymeerikourasta julkaistiin Nature Communications -lehdessä. Tutkimus avaa uusia mahdollisuuksia pehmeiden mikrorobottien kehityksessä.

Kärpäsloukku on lihansyöjäkasvi, joka nappaa pieniä hyönteisiä lehtiensä avulla. TTY:n Smart Photonic Materials -tutkimusryhmän optinen polymeerikoura on tähän mennessä lähimmäksi samaa luonnon älyä pääsevä pehmorobotti. Se on ensimmäinen autonominen valo-ohjautuva laite, joka pystyy tunnistamaan esineitä.

– Kärpäsloukku-kasvi on avoinna ja odottaa, että hyönteinen laskeutuu sen kitaan. Se osaa erottaa, onko sen pinnalla pölyhiukkanen vai hyönteinen – vain hyönteinen saa kasvin sulkeutumaan. Samaan pyrimme omassa ”kärpäsloukussamme”, Smart Photonic Materials -ryhmää johtava Arri Priimägi TTY:n kemian ja biotekniikan laboratoriosta kertoo.

Kärpäsloukun matkimisen mahdollistavat nestekide-elastomeerit, joiden muotoa voidaan muuttaa valon avulla. Nyt julkaistussa tutkimuksessa esitelty optinen kärpäsloukku on alle sentin mittainen elastomeeriliuska. Se on kiinnitetty valokuituun, johon on kytketty sinistä valoa.  Kun jokin elastomeerin alle osuvista kappaleista heijastaa valoa takaisin sopivalla tavalla, se napsauttaa kärpäsloukun tavoin itsensä kappaleen ympärille, mahdolistaen esimerkiksi kappaleiden hallitun siirtelyn paikasta toiseen. Nostovoimaa on monisatakertaisesti omaan painoon nähden.

– ”Let’s make it smart” on ollut tunnuslauseemme. Selvitämme, miten elastomeeri osaisi liikkeen lisäksi esimerkiksi tunnistaa objekteja ja valita niistä oikean. Seuraavaksi haluamme opettaa kärpäsloukkumme tunnistamaan värejä.

Valolla ohjattavat elastomeerit ovat niin uudenlainen lähestymistapa robotiikkaan, että uutta ajateltavaa niin perustutkimuksen kuin sovellustenkin suhteen tulee jatkuvasti.

– Sovelluksia tällaiselle optiselle kärpäsloukulle saattaisi tulevaisuudessa olla vaikkapa tuotantolinjalla, josta se osaisi poimia vialliset tuotteet pois, mutta ensin pitää oppia tuntemaan laitteemme mahdollisuudet ja rajoitteet, Priimägi kertoo.

ERC-rahoituksella tehty tutkimus julkaistiin 23.5.2017 arvostetussa Nature Communications -julkaisussa. Se on avoin julkaisu, ja Smart Photonic Materials -ryhmän artikkeliin pääsee tutustumaan sen ilmestyttyä osoitteessa http://nature.com/articles/doi:10.1038/ncomms15546. Mukana on myös videoita valolla ohjattavista materiaaleista.

Lisätiedot:
Associate Professor (tenure track) Arri Priimägi, TTY, kemian ja biotekniikan laboratorio, puh. 044 515 0300, arri.priimagi@tut.fi 


Uutisen jättäjä: Sanna Kähkönen
Asiasanat: tiede ja tutkimus, kemia ja biotekniikka